VisCas – Visualisierung von Brennstäben in beladenen Behältern

Gegenstand:	VisCas – Visualisierung von Brennstäben in beladenen Behältern Untersuchung des theoretischen Auflösungsvermögens von experimentellen Umsetzungen der Myonentomografie Erstellen und Untersuchen von geeigneten Simulationsmodellen
Organisation:	Forschungsprojekt mit dem Lehrstuhl für Nukleartechnik der Technischen Universität München (TUM) Modellierung und Simulation der Wechselwirkung mit GEANT4 Ziel sind die theoretische Einschätzung verschiedener Detektoren und experimenteller Aufbauten sowie die Analyse der Daten mit Blick auf die Visualisierung einzelner Brennstäbe
Laufzeit:	2023 bis 2026

Der Fokus der Forschungsarbeit liegt auf der Modellierung der Wechselwirkung von Myonen mit dem Inventar der in Deutschland am häufigsten verwendeten Lager- und Transportbehälter für bestrahlte Brennelemente von Druckwasserreaktoren, dem CASTOR^® V/19.

Die konkreten Fragestellungen lauten:

Können einzelne Brennstäbe durch einen geeigneten Experimentaufbau in Kombination mit geeigneten Auswertealgorithmen untersucht werden?
Können Position, Form und Integrität einzelner Brennstäbe beurteilt werden, zum Beispiel durch die Darstellung der dreidimensionalen Dichteverteilung des Brennstoffs?
Kann ausgetretener Brennstoff erkannt oder ausgeschlossen werden?

Zur Beantwortung dieser Fragen gliedert sich die Arbeit in zwei Teile: einen theoretischen Teil für das Modellierungs- und Simulations- sowie Datenanalyse-Framework und einen Anwendungsteil, in dem die gewonnenen Erkenntnisse zur Bewertung, Gestaltung und Beschreibung zukünftiger experimenteller Umsetzungen genutzt werden.

Die Modellierungen und Simulationen werden mit dem Programm GEANT4 durchgeführt. Für den theoretischen Teil besteht ein Ziel darin, die bisher verwendeten, vereinfachten Beladungsdaten eines bereits bestehenden Modells an reale Daten anzupassen. Anschließend wird untersucht, inwieweit das Modell vereinfacht werden kann, um die Rechenzeit und Ergebnisdatenmenge zu reduzieren, ohne die Ergebnisgenauigkeit zu beeinträchtigen.

Die im Projekt MuTomCa gewonnenen experimentellen Daten und Ergebnisse sollen ebenfalls ausgewertet werden.

Basierend auf den Erkenntnissen sowie weiteren GEANT4-Simulationen zu Detektorpositionen und Auflösungsvermögen in Abhängigkeit von der Messdauer wird ein Design für ein verbessertes experimentelles Set-up zur Darstellung einzelner Brennstäbe entwickelt.