ProCast - Probabilistische Sicherheitsbewertung von Behältern aus Gusseisen. Abschlussbericht

Bis zur Überführung in ein Endlager sollen in Deutschland die radioaktiven Abfälle in speziell dafür ausgelegten Transport- und Lagerbehältern oberirdisch trocken zwischengelagert werden. Es wird von einem Zeitraum von mehr als 40 Jahren ausgegangen, für den die Sicherheit der Behälter gewährleistet sein muss, insbesondere auch bei betriebsüberschreitenden Lastfällen (z.B. mechanische und thermische Störfallszenarien, Erdbeben oder Flugzeugabsturz). Bestehende Unsicherheiten müssen hierbei durch die Weiterentwicklung geeigneter Methoden und Analysewerkzeuge verringert werden. Im gegenwärtigen Vorhaben werden die Grundlagen für eine probabilistische Sicherheitsbewertung von Transportbehältern aus Gusseisen für Transport und Zwischenlagerung radioaktiver Abfälle erarbeitet, die eine realitätsnahe Bewertung und direkte Quantifizierung von Sicherheitsmargen zulassen. Die probabilistische Bewertung des Werkstoff- und Versagensverhalten liefert darüber hinaus die Basis für eine probabilistische Gesamtbewertung, bei der auch andere stochastischen Ereignisse wie das Vorliegen von Fehlern im Werkstoff, die Eintrittswahrscheinlichkeit der Störfallereignisse oder die Umgebungsbedingungen in die Bewertung einbezogen werden können.
Im Rahmen des Vorhabens wird ein kombiniert experimentell-numerischer Ansatz verfolgt. Zunächst wird das Bruchverhalten eines ausgewählten, praxisrelevanten Modellwerkstoffs umfassend charakterisiert. Im Anschluss erfolgt eine probabilistische Multiskalensimulation im Hinblick auf ein vertieftes Verständnis und zur Ergänzung der experimentellen Datenbasis. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in probabilistischen kontinuumsmechanischen und vereinfacht analytischen Bewertungskonzepten umgesetzt.