Entwicklung neuer, intelligenterer Instrumente für die nukleare Sicherheit in Europa
Erdbeben sind eine der äußerer Bedrohungen, gegen die Kernkraftwerke gerüstet sein müssen. Zu verstehen, wie sich Strukturen und Systeme bei seismischen Erschütterungen verhalten, ist maßgeblich – sowohl für die öffentliche Sicherheit als auch für die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie. Um Sicherheitsbewertungen im Verhältnis zu Gefahrenstufen und Einsätzen vornehmen zu können, sind insbesondere abgestufte Ansätze erforderlich. Das EU-finanzierte Projekt METIS(öffnet in neuem Fenster) integriert Gefährdungs-, Fragilitäts- und Risikomodelle in einer einzigen Analysekette. Unsicherheiten werden dabei transparent behandelt. Dadurch werden Inkonsistenzen verhindert und übermäßig konservative Annahmen über die Schnittstellen können vermieden werden. METIS lieferte eine neue Generation von Methoden und Werkzeugen, die physik-basierte Simulationen, fortschrittliche probabilistische Analysen und quelloffene Software kombinieren.
Eine hybride Fallstudie zur Prüfung von Sicherheitsmethoden bei Erdbeben
METIS verwendete eine hybride Fallstudie, bei der das Modell eines ukrainischen Kernkraftwerks mit Gefahren- und Standortdaten aus Mittelitalien kombiniert wurde, wo die seismische Aktivität stärker ausfällt. Wie die Projektkoordinatorin Irmela Zentner erklärt: „Der hybride Testfall, bei dem das ukrainische Kraftwerkmodell mit einem Standort in Mittelitalien kombiniert wurde, stellte einen Kompromiss dar. Der italienische Standort wurde gewählt, weil mit den ukrainischen Daten nicht alle neuen Ansätze und Entwicklungen im Zusammenhang mit seismischer Gefährdung und standortbezogener Reaktion analysiert werden konnten.“ Diese Entscheidung ermöglichte es METIS, seine Entwicklungen unter aussagekräftigen Bedingungen zu validieren und sicherzustellen, dass die Ergebnisse sowohl wissenschaftlich fundiert als auch operationell nutzbar sind.
Physik-basierte Simulationen und Nachbeben-Analyse
METIS bewertete verschiedene Ansätze und entwickelte Simulationen, die ein ausgewogenes Verhältnis zwischen physikalischer Genauigkeit und praktischer Rechenzeit herstellen. Diese Innovation ermöglichte die Durchführung umfangreicher Studien, ohne dabei die praktische Anwendung aus den Augen zu verlieren. Die Einbeziehung von Nachbeben bei der Gefahren- und Risikobewertung stellte einen weiteren Schritt nach vorne dar. Zentner macht die Schwierigkeiten dieser interdisziplinären Herausforderung deutlich: „Die Berücksichtigung von Nachbeben bei probabilistischen Sicherheitsbewertungen ist eines der interdisziplinären Themen, mit denen sich METIS beschäftigt. Dies erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen Seismologen sowie Struktur- und Systemingenieuren.“ Durch die Definition realistischer Szenarien mit einem Hauptbeben und einem anschließenden Nachbeben wurden im Rahmen des Projekts neue Erkenntnisse gewonnen und Leitlinien für Risikomodellierungen erstellt.
Quelloffene Werkzeuge fördern Innovation
Zentner stellt fest: „Die Arbeit mit quelloffenen Werkzeugen erleichtert die Innovation, insbesondere durch die Einbeziehung von Hochschulen, die Übernahme durch KMU (durch die Schaffung neuer Geschäftsmöglichkeiten) und die Ausbildung neuer Generationen von Sicherheitsingenieuren – weil sie verfügbar und offen zugänglich sind.“ Einer der bleibenden Beiträge von METIS ist das neue quelloffene METIS-Werkzeug(öffnet in neuem Fenster). Dieses bietet Wissenschaftlern, KMU und Praktikern gleichermaßen Zugang zur Modellierung seismischer Risiken.
Auf dem Weg zu harmonisierten europäischen bestmöglichen Verfahren
Das Projekt METIS hat dazu beigetragen, den Weg für einen europäischen Konsens über Methoden für die seismische Sicherheit zu ebnen. Indem das Projekt Wissenschaftler und Interessengruppen aus der Industrie einbezog, konnte es eine Brücke zwischen länderspezifischen Praktiken und internationalen Normen schlagen. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für Standardleitlinien im Rahmen des Euratom-Rahmenprogramms(öffnet in neuem Fenster), das die europäische Kultur der nuklearen Sicherheit stärkt und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit fördert.