Published March 1991 | Version v1
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Comparison of US/FRG accident condition models for HTGR fuel failure and radionuclide release

  • 1. Forschungszentrum Juelich GmbH (Germany, F.R.). Inst. fuer Sicherheitsforschung und Reaktortechnik
  • 2. General Atomic Co., San Diego, CA (USA)

Description

The objective was to compare calculation models used in safety analyses in the US and FRG which describe fission product release behavior from TRISO coated fuel particles under core heatup accident conditions. The frist step performed is the qualitative comparison of both sides' fuel failure and release models in order to identify differences and similarities in modeling assumptions and inputs. Assumptions of possible particle failure mechanisms under accident conditions (SiC degradation, pressure vessel) are principally the same on both sides though they are used in different modeling approaches. The characterization of a standard (= intact) coated particle to be of non-releasing (GA) or possibly releasing (KFA/ISF) type is one of the major qualitative differences. Similar models are used regarding radionuclide release from exposed particle kernels. In a second step, a quantitative comparison of the calculation models was made by assessing a benchmark problem predicting particle failure and radionuclide release under MHTGR conduction cooldown accident conditions. Calculations with each side's reference method have come to almost the same failure fractions after 250 hours for the core region with maximum core heatup temperature despite the different modeling approaches of SORS and PANAMA-I. The comparison of the results of particle failure obtained with the Integrated Failure and Release Model for Standard Particles and its revision provides a 'verification' of these models in this sense that the codes (SORS and PANAMA-II, and -III, respectively) which were independently developed lead to very good agreement in the predictions. (orig./HP)

Availability note (English)

MF available from INIS under the Report Number.

Abstract (German)

Ziel war es, Rechenmodelle zur Beschreibung der Spaltproduktfreisetzung aus TRISO beschichteten Brennstoffpartikeln im Kernaufheizstoerfall miteinander zu vergleichen. Der erste Schritt enthaelt den qualitativen Vergleich der Modelle beider Seiten zum Partikelversagen und zur Freisetzung, um die Unterschiede und Gemeinsamkeiten in den Modellannahmen und Eingangsdaten herauszufinden. Die angesetzten Versagensmechanismen unter Stoerfallbedingungen (SiC-Zersetzung, Druckkesselversagen) sind im Prinzip auf beiden Seiten dieselben; sie werden jedoch unterschiedlich modelliert. Die Charakterisierung eines Standard (= intakten)-Brennstoffpartikels als nicht-freisetzend (GA) oder eventuelle freisetzend (KFA/ISF) ist einer der groesseren qualitativen Unterschiede. Im Hinblick auf die Spaltproduktfreisetzung aus Partikelkernen werden von beiden Seiten aehnliche Modelle benutzt. In einem zweiten Schritt wurde ein quantitativer Vergleich der Rechenmodelle angestellt. Dazu wurde ein Benchmark-Fall definiert, fuer den das Partikelversagen und die Spaltproduktfreisetzung unter Bedingungen der Kernaufheizung im druckentlasteten MHTGR vorhergesagt wurde. Rechnungen mit der Referenzmethode jeder Seite haben fast denselben Partikelbruchanteil nach 250 h an der Stelle im Core ergeben, die die maximale Brennstofftemperatur aufweist, trotz der unterschiedlichen Modellierungsverfahren von SORS und PANAMA-I. Der Vergleich der Ergebnisse, die mit dem auf beiden Seiten benutzten 'Integrierten Bruch- und Freisetzungsmodell fuer Standardpartikel' sowie dessen revidierter Fassung gewonnen wurden, erlaubt die Feststellung einer 'Verifikation' dieser Modelle in dem Sinne, dass diese Codes (SORS bzw. PANAMA-II, und -III), die unabhaengig voneinander entwickelt worden sind, zu einer sehr guten Uebereinstimmung bei den Vorhersagen fuehren. (orig./HP)

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Publishing Information

Imprint Pagination
80 p.
Report number
Juel--2458