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    <title language="eng">Update on the German Spent Fuel Management Strategy</title>
    <abstract language="eng">The presentation provides an update on the German spent fuel Management strategy in the areas of transportation, dry interim storage and deep geological disposal.</abstract>
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    <title language="eng">Methodology for a Safety Case of a Dual Purpose Cask for Storage and Transport of Spent Fuel</title>
    <abstract language="eng">Spent nuclear fuel which is generated in the operation of nuclear reactors needs to be safely managed following its removal from the reactor core. On-site power reactor storage pools were designed on the assumption that after a short period of time spent nuclear fuel would be removed for reprocessing and disposal or further storage elsewhere. The amount of highly radioactive spent fuel that needs to be stored over longer periods of time is growing and additional storage capacity is required. One of the widely used options for additional storage capacity is the use of casks for dry storage of spent fuel. Among various existing dry storage concepts, several Member States are utilizing a concept of dual purpose casks (DPCs). This publication provides practical advice on the structure and contents of a DPC integrated safety case with reference to existing IAEA requirements relevant to the licensing and use of transport and storage casks for spent fuel.</abstract>
    <parentTitle language="eng">IAEA TECDOC SERIES</parentTitle>
    <identifier type="isbn">978-92-0-131620-2</identifier>
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    <author>Bernhard Droste</author>
    <author>Dietmar Wolff</author>
    <author>A. Bevilacqua</author>
    <author>I. Reiche</author>
    <author>J. Harvey</author>
    <author>M. Hirose</author>
    <author>Y. Kumano</author>
    <author>P. McConnell</author>
    <author>T. Saegusa</author>
    <author>R. Einziger</author>
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      <value>Dual Purpose Cask</value>
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    <title language="eng">Failure mechanisms in unirradiated ZIRLO® cladding with radial hydrides</title>
    <abstract language="eng">The purpose of this paper is to investigate the relationship between hydride morphology, in particular the presence of radial hydrides (RHs), stress state and failure mechanisms associated with the ring compression test (RCT). Samples of ZIRLO®cladding were pre-hydrided and subjected to thermo-mechanical treatments to precipitate long radial hydrides. The results show that the reorientation treatment was very successful. A considerable fraction of RHs was generated, the radial hydride continuity factor being around 80 to 90% of the wall thickness. The samples with reoriented hydrides were tested using the RCT at room temperature. Macroscopic brittle failure was observed with sudden load drops for displacements around 0.5 mm, with a calculated “offset strain”between 0.5 and 1%. Crack nucleation occurs in RHs located in regions with the highest values of hoop stress. These locations are the inner diameter of cladding at the vertical plane of the sample (12 and 6 o’clock positions) and the outer diameter at the horizontal plane (3 and 9 o’clock positions). Noticeable load drops in the RCT are associated with unstable crack propagation events through the radial hydride network, the crack front reaching up to 90% of the wall thickness in some cases. The failure micro-mechanism is quasi-cleavage in the hydrides and micro-void nucleation, growth and coalescence in the Zr matrix, with ductile tearing patches connecting neighboring hydrides. The main conclusion is that radial hydride metrics is not the only parameter that determines cladding failure in the presence of RHs, but the interaction between the location and continuity of RHs and the stress normal to the hydride (the hoop stress in this case). Consequently, if a radial hydride is located at a position within the cladding where the hoop stress is small, a crack will not be initiated easily in the RCT.</abstract>
    <parentTitle language="eng">Journal of Nuclear Materials</parentTitle>
    <identifier type="doi">10.1016/j.jnucmat.2020.152668</identifier>
    <identifier type="issn">0022-3115</identifier>
    <enrichment key="date_peer_review">11.02.2021</enrichment>
    <author>J. Ruiz-Hervias</author>
    <author>Kai Simbruner</author>
    <author>M. Cristobal-Beneyto</author>
    <author>D. Perez-Gallego</author>
    <author>Uwe Zencker</author>
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      <value>ZIRLO®</value>
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    <title language="eng">Brittle failure analysis of spent fuel zirconium alloy claddings during long-term dry interim storage - Current approach at BAM</title>
    <abstract language="eng">Understanding the mechanical behaviour of fuel cladding is decisive for an extended dry interim storage period beyond the currently licensed period of 40 years in Germany and subsequent handling, transport, and disposal considering normal and accidental conditions. Since fuel cladding acts as the first barrier for spent fuel, its integrity should be demonstrated to enable safe and secure discharge and handling options after interim storage and subsequent transportation in preparation of final disposal. An established method for characterizing cladding material is the Ring Compression Test (RCT), where a small, cylindrical sample of the cladding tube is subjected to a compressive load. This test is a laboratory representation of a fuel rod load case and has shown a high susceptibility to failure under the occurrence of radial hydrides. Certain hydride morphologies and low temperature might even lead to brittle fracture at very small loads. The BAM research project BRUZL (Fracture mechanical analysis of spent fuel claddings during long-term dry interim storage) aims to study the results of quasi-static RCTs and to establish numerical models to gain an in-depth understanding of the stress state during the experiments. Using a fracture mechanical approach, cases of sudden failure during the RCT procedure are used to characterize the material behaviour and establish a failure criterion. As an integral part of the project BRUZL, quasi-static Ring Compression Tests have been performed to identify all experimental details, which might be helpful for numerical modelling. Unirradiated samples of the cladding material ZIRLO® have been subjected to hydrogen charging and a thermo-mechanical treatment for radial hydride reorientation. Sample preparation, testing procedures, and analysis results are presented. A numerical model has been established and an elastic-plastic material model was derived from as-received RCT samples by inverse finite element analyses. Cohesive zone modelling has been implemented to reproduce sudden load drops during RCT. The project is funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) under contract no. 1501561.</abstract>
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    <author>Kai Simbruner</author>
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    <title language="deu">Anforderungen an Behälter für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein</title>
    <abstract language="deu">Bei der Auswahl eines Standortes für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle (Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle und ausgediente Brennelemente) in Deutschland werden auf Grundlage des Standortauswahlgesetzes von 2017 die drei potenziellen Wirtsgesteine Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein in Betracht gezogen. Die Auswahl eines konkreten Endlagerstandortes steht dabei in engem Zusammenhang mit den für die jeweiligen Wirtsgesteine geeignet erscheinender Endlagersystemen. Zentraler Bestandteil dieser Endlagersysteme sind die Endlagerbehälter, deren Gestaltung und Auslegung maßgeblich die Randbedingungen für die Transport- und Einlagerungstechnik vorgibt und zudem die Nachweise zur Betriebs- und Langzeitsicherheit entscheidend prägt. Daher ist es für die Behälterentwicklung erforderlich, die an Endlagerbehälter zu stellenden Anforderungen systematisch herzuleiten. Auf dieser Grundlage können anforderungsgerechte Endlagerbehälter zielgerichtet für die jeweils zu untersuchenden Endlagerstandorte in unterschiedlichen Wirtsgesteinen entwickelt werden.&#13;
Dieser Beitrag fasst die wesentlichen Ergebnisse des von BAM und BGE TECHNOLOGY GmbH im Zeitraum 2017 bis 2020 bearbeiteten und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Forschungsvorhabens KoBrA zusammen, die in einem Abschlussbericht und vier zugehörigen Teilberichten umfassend dokumentiert sind.</abstract>
    <parentTitle language="deu">Proceedings Tage der Standortauswahl 2021</parentTitle>
    <enrichment key="eventName">Tage der Standortauswahl</enrichment>
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    <author>Holger Völzke</author>
    <author>Dietmar Wolff</author>
    <author>Teresa Orellana Pérez</author>
    <author>Christian Herold</author>
    <author>W. Bollingerfehr</author>
    <author>A. Wunderlich</author>
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    <title language="deu">Anforderungen an Behälter für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein</title>
    <abstract language="deu">Bei der Auswahl eines Standortes für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle (Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle und ausgediente Brennelemente) in Deutschland werden auf Grundlage des Standortauswahlgesetzes von 2017 die drei potenziellen Wirtsgesteine Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein in Betracht gezogen. Die Auswahl eines konkreten Endlagerstandortes steht dabei in engem Zusammenhang mit den für die jeweiligen Wirtsgesteine geeignet erscheinender Endlagersystemen. Zentraler Bestandteil dieser Endlagersysteme sind die Endlagerbehälter, deren Gestaltung und Auslegung maßgeblich die Randbedingungen für die Transport- und Einlagerungstechnik vorgibt und zudem die Nachweise zur Betriebs- und Langzeitsicherheit entscheidend prägt. Daher ist es für die Behälterentwicklung erforderlich, die an Endlagerbehälter zu stellenden Anforderungen systematisch herzuleiten. Auf dieser Grundlage können anforderungsgerechte Endlagerbehälter zielgerichtet für die jeweils zu untersuchenden Endlagerstandorte in unterschiedlichen Wirtsgesteinen entwickelt werden.&#13;
Dieser Beitrag fasst die wesentlichen Ergebnisse des von BAM und BGE TECHNOLOGY GmbH im Zeitraum 2017 bis 2020 bearbeiteten und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Forschungsvorhabens KoBrA zusammen, die in einem Abschlussbericht und vier zugehörigen Teilberichten umfassend dokumentiert sind.</abstract>
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    <title language="deu">Nationaler und Internationaler Stand zu bereits existierenden Anforderungen und Konzepten für Endlagerbehälter und Zusammenstellung sicherheitsrelevanter Behältereigenschaften; Bericht zum Arbeitspaket 1 des FuE-Verbundvorhabens KoBrA</title>
    <abstract language="deu">Im hier vorliegenden Bericht wurde im Rahmen einer umfassenden Literaturrecherche der nationale und internationale Stand von Wissenschaft und Technik hinsichtlich Behälterkonzepten und Behälteranforderungen erfasst. Dabei wurde eine umfangreiche Dokumentensammlung zusammengestellt und sortiert, die als Quellenbasis für alle weiteren Arbeiten zur Verfügung steht. Die Auswertung der gesammelten Informationen resultiert in einem Überblick über internationale Behälterentwicklungen sowie einer detaillierten Übersicht über die Behälterkonzepte und die ihnen zugrundeliegenden Anforderungskataloge aus elf fortgeschrittenen Endlagerprogrammen.</abstract>
    <identifier type="doi">10.2314/KXP:1759195804</identifier>
    <note>Auftraggeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderkennzeichen: 02E11537.</note>
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    <author>Christian Herold</author>
    <author>Teresa Orellana Pérez</author>
    <author>Holger Völzke</author>
    <author>Dietmar Wolff</author>
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    <title language="deu">Erarbeitung von Vorschlägen für mögliche Behälterkonzepte in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein; Bericht zum Arbeitspaket 4 des FuE Verbundvorhabens KoBrA</title>
    <abstract language="deu">Dieser Bericht untersucht die im ersten Arbeitspaket ermittelten vorhandenen bzw. entwickelten Behälterkonzepte dahingehend, inwieweit die jeweiligen Behälterfunktionen unter den im zweiten und dritten Arbeitspaket ermittelten Randbedingungen und Einwirkungen den im dritten Arbeitspaket ermittelten Anforderungen an endlagerfähige Behälter in einem deutschen Endlager genügen. Zum anderen sollen, basierend auf den im zweiten Arbeitspaket ermittelten Randbedingungen und den im dritten Arbeitspaket hergeleiteten und zusammengestellten Anforderungen an die Endlagerbehälter, Vorschläge für mögliche generische Endlagerbehälter in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein erarbeitet werden. Die im ersten Arbeitspaket recherchierten Behälterkonzepte, deren Entwicklungslinien und zugrundeliegende Behälteranforderungen bilden hier den Ausgangspunkt für weitergehende Überlegungen hinsichtlich ihrer potenziellen Eignung für ein zukünftiges deutsches Endlager und zur Skizzierung generischer Konzepte für zukünftige Endlagerbehälter.</abstract>
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    <note>Auftraggeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderkennzeichen: 02E11537.</note>
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    <title language="deu">Herleitung und Zusammenstellung der Anforderungen an Endlagerbehälter für ein HAW-Endlager in den drei  potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und  Kristallingestein; Bericht zum Arbeitspaket 3 des FuE Verbundvorhabens KoBrA</title>
    <abstract language="deu">Der Bericht zum Arbeitspaket 3 baut auf den Ergebnissen der internationalen Recherche (AP1) sowie der Zusammenstellung der Randbedingungen und Beanspruchungsgrößen für die Endlagerbehälter (AP2) auf. Die Anforderungen an die Behälter – regulatorische, betriebliche sowie solche aus der Standortgeologie und den Einwirkungen und Prozessen, denen die Behälter ausgesetzt sind – werden hergeleitet und systematisch dargestellt. &#13;
Die für das Endlagersystem zu betrachtenden Nutzungsphasen werden aus den regulatorischen Anforderungen hergeleitet und charakterisiert. Die Einwirkungen auf die Behälter in den drei potenziellen Wirtsgesteinen sowie die sich für die Erfüllung der Sicherheitsfunktionen des Behälters als Teil des Endlagersystems ergebenden Behälterfunktionen werden ebenfalls wirtsgesteins- und zeitphasenabhängig betrachtet. Schließlich werden aus den Einwirkungen auf die Behälter und den Anforderungen an die Behälterfunktionen auch quantifizierbare Behälterfunktionen für alle drei potenziellen Wirtsgesteine abgeleitet.</abstract>
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    <title language="deu">Abschlussbericht zum FuE-Verbundvorhaben KoBrA: Anforderungen und Konzepte für Behälter zur Endlagerung von Wärme entwickelnden radioaktiven Abfällen und ausgedienten Brennelementen in Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein</title>
    <abstract language="deu">Im Forschungsvorhaben KoBrA werden Anforderungen an Endlagerbehälter für hochradioaktive Abfälle erstmals systematisch und unter Berücksichtigung des internationalen Standes von Wissenschaft und Technik hergeleitet. Parallel werden die behälterrelevanten Randbedingungen und Beanspruchungsgrößen für Endlagerbehälter in den drei potenziellen Wirtsgesteinen Steinsalz, Tonstein und Kristallingestein ermittelt. Darauf aufbauend werden die zur Erfüllung der Anforderungen unter den gegebenen Einwirkungen und Beanspruchungen notwendigen Behälterfunktionen bestimmt und erste Konzeptideen für zukünftige Endlagerbehälter diskutiert bzw. entwickelt.</abstract>
    <identifier type="doi">10.2314/KXP:1750909669</identifier>
    <note>Auftraggeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderkennzeichen: 02E11527 und 02E11537.</note>
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    <title language="eng">EURAD WP 8 (SFC) - Task 3: Behaviour of nuclear fuel and cladding after discharge</title>
    <abstract language="eng">The European Joint Programme on Radioactive Waste Management (EURAD) deals in work package (WP) 8 with Spent Fuel Characterization (SFC). Inspired by the EURAD activities, an international Coordinated Research Project (CRP) on SFC was established by the International Atomic Energy Agency (IAEA). The EURAD WP SFC participants are collaborating as a team on the IAEA CRP on SFC. The EURAD WP SFC project is divided into four tasks. Task 3 investigates the behaviour of nuclear fuel and cladding after discharge. The aim of these activities is to understand and describe the evolution of the cladding-pellet system and its ageing under conditions of extended interim storage, transportation and emplacement in a final disposal system. During an IAEA consultancy meeting, BAM as leader of Task 3 reported on the current status of the research work.</abstract>
    <enrichment key="eventName">IAEA Consultancy Meeting on the Coordinated Research Project on Spent Fuel Characterization</enrichment>
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    <title language="deu">Aufbau eines Aufprallfundamentes mit reproduzierbaren Eigenschaften für Baumusterprüfungen von Abfallbehältern für das Endlager Konrad</title>
    <abstract language="deu">Abgeleitet aus den in Teil 3 der „Systemanalyse Konrad“ definierten Lastannahmen für den „untertägigen Anlagenbereich“ müssen Verpackungen, die der Abfallbehälterklasse I (ABK I) mit dem zusätzlichen Merkmal der störfallfesten (sf) Verpackung oder der ABK II zugeordnet werden, gemäß den „Endlagerungsbedingungen, Endlager Konrad“, nach einem „…Fall aus 5 m Höhe auf eine unnachgiebige Unterlage…“ bestimmten Anforderungen genügen.&#13;
Eine nähere Beschreibung der Prüfeinrichtung sowie die Definition detaillierter Anforderungen an das Aufprallfundament erfolgen in der „Produktkontrolle, Endlager Konrad“: „Die Prüfeinrichtung, bestehend aus einer Hebeeinrichtung und einem Fundament ist so zu gestalten, dass der Fall des Prüfmusters in jeder beliebigen Aufprallorientierung aus 5 m Höhe, gemessen von der Unterkante des Prüfmusters zum Fundament, möglich ist. Das Fundament ist aus Beton der Mindestgüte B 35 herzustellen und muss so beschaffen und verankert sein, dass keine Zerstörung in zahlreiche kleinere Bruchstücke erfolgt und keine horizontale Verschiebung des Fundamentes oder seiner Teile auftritt. Maße und Masse des Fundaments müssen so beschaffen sein, dass der Einfluss des Baugrundes unter dem Fundament auf den Aufprallwiderstand vernachlässigbar ist.“&#13;
Im Rahmen der Bauartprüfung für Behälter zur Endlagerung radioaktiver Abfälle mit zu vernachlässigender Wärmeentwicklung im Endlager Konrad wird die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) als Sachverständige hinzugezogen und ist in der Regel auch mit der Durchführung der notwendigen Fallprüfungen auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM TTS) einschließlich der Bereitstellung der benötigten Prüfeinrichtungen sowie des regelkonformen Aufprallfundamentes beauftragt. Der Prozess, beginnend von der Gewährleistung einer von allen Beteiligten als gültig bewerteten Fallprüfung bis hin zur abschließenden Bewertung und Interpretation der Versuchsergebnisse erfordert dabei u.a. eine sorgfältige Planung und Fertigung der für das Endlager Konrad repräsentativen Fundamentplatte und deren Ankopplung an einen Untergrund im Sinne der „Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material“ wie er zum Beispiel auf den beiden Fallversuchsanlagen des BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) zur Verfügung steht.&#13;
Um diese Anforderungen zu erfüllen muss zum einen der Erhalt der Integrität der Fundamentplatte beim Fallversuch durch eine geeignete Auswahl und kraftflussgerechte Anordnung der Stabstahl-Bewehrung sowie deren Verankerung garantiert und damit eine unzulässige Energieaufnahme durch Risse sowie eine unzulässige „… Zerstörung (der Fundamentplatte) in zahlreiche kleinere Bruchstücke …“, wie in [3] gefordert, verhindert werden. Außerdem ist zu gewährleisten, dass der Beton die Anforderungen an die vorgeschriebene Mindestgüte bzw. -festigkeit zum Zeitpunkt der Fallprüfung erfüllt, die Betonfestigkeit jedoch zur Vermeidung unnötig verschärfter Prüfrandbedingungen eine zu definierende Obergrenze nicht überschreitet.&#13;
Ausgehend von dem 2009 im Rahmen der KONTEC veröffentlichten Wissensstand präsentiert die BAM im vorliegenden Beitrag die wesentlichen Ergebnisse der zwischenzeitlich bei der Planung und Durchführung von zahlreichen Fallprüfungen gewonnenen Erfahrungen bzgl. Spezifikation und Fertigung der für die Fallversuche notwendigen Fundamentplatten sowie deren Anbindung an den Untergrund. Neben den immer wieder notwendigen Anstrengungen zur Gewährleistung einer im Rahmen der Definition korrekten Betondruckfestigkeit am Tag der Fallprüfung wird die Anpassung der Bewehrungsführung an verschiedene Fallpositionen diskutiert.&#13;
Zur Ergänzung des gültigen Regelwerks entsteht parallel zu diesem Dokument eine Fachnotiz, in der BGE und BAM die Vorgaben und Spezifikationen zur regelwerkskonformen Herstellung und Montage von Fundamentplatten für Fallprüfungen im Rahmen der Behälterbauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad zusammenfassen und veröffentlichen werden. Diese Fachnotiz soll detaillierte Vorgaben und Spezifikationen zur Planung, Beauftragung, Herstellung und abschließenden Prüfung eines solchen Fundamentes und dessen Anbindung an den Untergrund enthalten. Damit soll allen beteiligten Organisationen wie Antragstellern, Sachverständigen und BGE ein langfristig verlässlicher Leitfaden im Hinblick auf die Durchführung anforderungsgerechter Fallprüfungen unter definierten und reproduzierbaren Randbedingungen im Rahmen der Bauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad an die Hand gegeben werden.</abstract>
    <parentTitle language="deu">Tagungsband zur KONTEC 2021</parentTitle>
    <enrichment key="eventName">KONTEC 2021</enrichment>
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    <author>Mike Weber</author>
    <author>Holger Völzke</author>
    <author>Uwe Zencker</author>
    <author>Katharina Hauer</author>
    <author>A. Herz</author>
    <author>M. Kreienmeyer</author>
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    <title language="deu">Aufbau eines Aufprallfundamentes mit reproduzierbaren Eigenschaften für Baumusterprüfungen von Abfallbehältern für das Endlager Konrad</title>
    <abstract language="deu">Abgeleitet aus den in Teil 3 der „Systemanalyse Konrad“ [1] definierten Lastannahmen für den „untertägigen Anlagenbereich“ müssen Verpackungen, die der Abfallbehälterklasse I (ABK I) mit dem zusätzlichen Merkmal der störfallfesten (sf) Verpackung oder der ABK II zugeordnet werden, gemäß den „Endlagerungsbedingungen, Endlager Konrad“ [2], nach einem „…Fall aus 5 m Höhe auf eine unnachgiebige Unterlage…“ bestimmten Anforderungen genügen.&#13;
Eine nähere Beschreibung der Prüfeinrichtung sowie die Definition detaillierter Anforderungen an das Aufprallfundament erfolgen in der „Produktkontrolle, Endlager Konrad“ [3]: „Die Prüfeinrichtung, bestehend aus einer Hebeeinrichtung und einem Fundament ist so zu gestalten, dass der Fall des Prüfmusters in jeder beliebigen Aufprallorientierung aus 5 m Höhe, gemessen von der Unterkante des Prüfmusters zum Fundament, möglich ist. Das Fundament ist aus Beton der Mindestgüte B 35 herzustellen und muss so beschaffen und verankert sein, dass keine Zerstörung in zahlreiche kleinere Bruchstücke erfolgt und keine horizontale Verschiebung des Fundamentes oder seiner Teile auftritt. Maße und Masse des Fundaments müssen so beschaffen sein, dass der Einfluss des Baugrundes unter dem Fundament auf den Aufprallwiderstand vernachlässigbar ist.“&#13;
Im Rahmen der Bauartprüfung für Behälter zur Endlagerung radioaktiver Abfälle mit zu vernachlässigender Wärmeentwicklung im Endlager Konrad wird die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) als Sachverständige hinzugezogen und ist in der Regel auch mit der Durchführung der notwendigen Fallprüfungen auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM TTS) einschließlich der Bereitstellung der benötigten Prüfeinrichtungen sowie des regelkonformen Aufprallfundamentes beauftragt. Der Prozess, beginnend von der Gewährleistung einer von allen Beteiligten als gültig bewerteten Fallprüfung bis hin zur abschließenden Bewertung und Interpretation der Versuchsergebnisse erfordert dabei u.a. eine sorgfältige Planung und Fertigung der für das Endlager Konrad repräsentativen Fundamentplatte und deren Ankopplung an einen Untergrund im Sinne der „Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material“ [4], [5] wie er zum Beispiel auf den beiden Fallversuchsanlagen des BAM Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) zur Verfügung steht.&#13;
Um diese Anforderungen zu erfüllen muss zum einen der Erhalt der Integrität der Fundamentplatte beim Fallversuch durch eine geeignete Auswahl und kraftflussgerechte Anordnung der Stabstahl-Bewehrung sowie deren Verankerung garantiert und damit eine unzulässige Energieaufnahme durch Risse sowie eine unzulässige „… Zerstörung (der Fundamentplatte) in zahlreiche kleinere Bruchstücke …“, wie in [3] gefordert, verhindert werden. Außerdem ist zu gewährleisten, dass der Beton die Anforderungen an die vorgeschriebene Mindestgüte bzw. -festigkeit zum Zeitpunkt der Fallprüfung erfüllt, die Betonfestigkeit jedoch zur Vermeidung unnötig verschärfter Prüfrandbedingungen eine zu definierende Obergrenze nicht überschreitet.&#13;
Ausgehend von dem 2009 im Rahmen der KONTEC veröffentlichten Wissensstand [6] präsentiert die BAM im vorliegenden Beitrag die wesentlichen Ergebnisse der zwischenzeitlich bei der Planung und Durchführung von zahlreichen Fallprüfungen gewonnenen Erfahrungen bzgl. Spezifikation und Fertigung der für die Fallversuche notwendigen Fundamentplatten sowie deren Anbindung an den Untergrund. Neben den immer wieder notwendigen Anstrengungen zur Gewährleistung einer im Rahmen der Definition korrekten Betondruckfestigkeit am Tag der Fallprüfung wird die Anpassung der Bewehrungsführung an verschiedene Fallpositionen diskutiert.&#13;
Zur Ergänzung des gültigen Regelwerks entsteht parallel zu diesem Dokument eine Fachnotiz, in der BGE und BAM die Vorgaben und Spezifikationen zur regelwerkskonformen Herstellung und Montage von Fundamentplatten für Fallprüfungen im Rahmen der Behälterbauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad zusammenfassen und veröffentlichen werden. Diese Fachnotiz soll detaillierte Vorgaben und Spezifikationen zur Planung, Beauftragung, Herstellung und abschließenden Prüfung eines solchen Fundamentes und dessen Anbindung an den Untergrund enthalten. Damit soll allen beteiligten Organisationen wie Antragstellern, Sachverständigen und BGE ein langfristig verlässlicher Leitfaden im Hinblick auf die Durchführung anforderungsgerechter Fallprüfungen unter definierten und reproduzierbaren Randbedingungen im Rahmen der Bauartprüfungsverfahren für das Endlager Konrad an die Hand gegeben werden.</abstract>
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    <author>Mike Weber</author>
    <author>Holger Völzke</author>
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    <author>Katharina Hauer</author>
    <author>A. Herz</author>
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    <title language="eng">Embrittlement of Spent Fuel Claddings – Fracture Mechanical Evaluation and Failure Criteria</title>
    <abstract language="eng">The BAM research project BRUZL (Fracture mechanical analysis of spent fuel claddings during long-term dry interim storage) evaluates results of quasi-static Ring Compression Tests (RCT). Due to its simple realisation, the RCT is an established method for characterising the mechanical behaviour of fuel cladding, where a small tube sample is subjected to a compressive load and the relation between load and displacement is obtained. During tests at room temperature, unirradiated ZIRLO® samples with a distinct extend of radial hydrides have shown high susceptibility to sudden, brittle failure at relatively small loads. Hydride morphology and radial hydride metrics have been an integral part of the characterisation of degradation mechanisms of cladding. A software tool for the analysation of metallographic micrographs was developed. The program allows the automated calculation of hydride lengths, detection of continuous hydride structures, their statistical evaluation and visualisation. Numerical models have been established to reproduce experimental RCT results featuring an elastic-plastic material model, which was derived from inverse finite element analyses of as-received RCT samples. A cohesive zone model (CZM) is introduced to the model to reproduce load drops in the linear regime of the load vs. displacement curve. Using a traction-separation approach for the CZM, the cohesive parameters are fitted to match numerical and experimental results yielding the fracture mechanical material properties. Combining the three key aspects hydride morphology, fracture mechanics and RCT stress-state a failure criterion can be established as a result of the BRUZL project.&#13;
The project is funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) under contract no. 1501561.</abstract>
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    <author>Kai Simbruner</author>
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    <title language="eng">Embrittlement of Spent Fuel Claddings - Micromechanically Motivated Cohesive Zone Modelling</title>
    <abstract language="eng">Since cladding acts as the first barrier for nuclear fuel, it is key to understand the degrading mechanisms leading to cladding embrittlement. Zirconium alloy based cladding samples subjected to simulated pre-storage drying conditions have shown high susceptibility to brittle failure under the occurrence of hoop stress and low temperature as expected after long-term interim storage. The stress state associated with a compressive pinch-load scenario is reproduced by the Ring Compression Test (RCT), which results in sudden failure at relatively small mechanical loads with high sensitivity to the presence of radial hydrides. As part of the BAM research project BRUZL (Fracture mechanics analysis of spent fuel claddings during long-term dry interim storage), static RCTs were conducted on non-irradiated, pre-hydrided ZIRLO® ring-shaped samples that were subjected to a radial hydride treatment. All samples failed in macroscopically brittle fashion with sudden load drops and severe crack propagation through almost the entire wall thickness. In a post-RCT examination of the fracture surfaces using scanning electron microscopy, radial hydrides could be identified as the weakest link of the structure. However, the microscopic failure mechanism is much more complex due to cracks initiating at different axial positions in depth direction of the ring, overlapping cracks, and arresting cracks. A considerable portion of the fracture surfaces appeared to have undergone plastic deformation of the zirconium matrix resulting in void growth and coalescence associated with ductile failure. The geometry of the ductile patches was measured, and the ductile surface fraction was determined. Based on these observations, a statistical model was developed that can reproduce the composition of the fracture surface as a one-dimensional projection. A micromechanically motivated cohesive zone model (CZM) was implemented in existing RCT finite element analysis (FEA) models with different constitutive laws for brittle hydrides and ductile matrix respectively. In this work, FEA results are presented for non-irradiated ZIRLO® and high-burnup M5® claddings. The impact of varying hydride-matrix combinations is discussed.&#13;
&#13;
Acknowledgement:&#13;
The project was funded by the former Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) under contract no. 1501561.</abstract>
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    <author>Kai Simbruner</author>
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    <title language="deu">Brittle Failure Analysis of High-Burnup PWR Fuel Cladding Alloys</title>
    <abstract language="deu">The general aim of this research is the development of methods for predicting mechanical behavior and identification of limiting conditions to prevent brittle failure of high-burnup (HBU) pressure water reactor (PWR) fuel cladding alloys. A finite element (FE) model of the ring compression test (RCT) was created to analyze the failure behavior of zirconium-based alloys with radial hydrides during the RCT. An elastic-plastic material model describes the zirconium alloy. The stress-strain curve needed for the elastic-plastic material model was derived by inverse finite element analyses. Cohesive zone modeling is used to reproduce sudden load drops during RCT loading. Based on the failure mechanism in non-irradiated ZIRLO® claddings, a micro-mechanical model was developed that distinguishes between brittle failure along hydrides and ductile failure of the zirconium matrix. Two different cohesive laws representing these types of failure are present in the same cohesive interface. The key differences between these constitutive laws are the cohesive strength, the stress at which damage initiates, and the cohesive energy, which is the damage energy dissipated by the cohesive zone. Statistically generated matrix-hydride distributions were mapped onto the cohesive elements and simulations with focus on the first load drop were performed. Computational results are in good agreement with the RCT results conducted on high-burnup M5® samples. It could be shown that crack initiation and propagation strongly depend on the specific configuration of hydrides and matrix material in the fracture area.</abstract>
    <parentTitle language="deu">SMiRT 26 Conference Proceedings</parentTitle>
    <enrichment key="eventName">26th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology - SMiRT 26</enrichment>
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    <author>Kai Simbruner</author>
    <author>M. C. Billone</author>
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    <title language="eng">Brittle Failure Analysis of High-Burnup PWR Fuel Cladding Alloys</title>
    <abstract language="eng">The general aim of this research is the development of methods for predicting mechanical behavior and identification of limiting conditions to prevent brittle failure of high-burnup (HBU) pressure water reactor (PWR) fuel cladding alloys. A finite element (FE) model of the ring compression test (RCT) was created to analyze the failure behavior of zirconium-based alloys with radial hydrides during the RCT. An elastic-plastic material model describes the zirconium alloy. The stress-strain curve needed for the elastic-plastic material model was derived by inverse finite element analyses. Cohesive zone modeling is used to reproduce sudden load drops during RCT loading. Based on the failure mechanism in non-irradiated ZIRLO® claddings, a micro-mechanical model was developed that distinguishes between brittle failure along hydrides and ductile failure of the zirconium matrix. Two different cohesive laws representing these types of failure are present in the same cohesive interface. The key differences between these constitutive laws are the cohesive strength, the stress at which damage initiates, and the cohesive energy, which is the damage energy dissipated by the cohesive zone. Statistically generated matrix-hydride distributions were mapped onto the cohesive elements and simulations with focus on the first load drop were performed. Computational results are in good agreement with the RCT results conducted on high-burnup M5® samples. It could be shown that crack initiation and propagation strongly depend on the specific configuration of hydrides and matrix material in the fracture area.</abstract>
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    <title language="eng">Failure Analysis on Irradiated Claddings Subjected to Long-Term Dry Interim Storage</title>
    <abstract language="eng">Long-term dry interim storage may adversely affect the mechanical properties of spent fuel rods, possibly resulting in a reduced resilience during handling or transport after storage. Since the cladding is the first barrier for the spent fuel pellets, its integrity must be demonstrated until the end of interim storage and subsequent transportation. An established method for characterizing the cladding material is the ring compression test, in which a small, cylindrical sample of the cladding tube is subjected to a compressive load. This test is a laboratory representation of a load case where the fuel rod is crushed.&#13;
&#13;
Pre-storage drying and the early stage of interim storage can subject the cladding to higher temperatures and higher pressure induced tensile hoop stresses than those associated with in-reactor operation and pool storage. Under these conditions, radial hydrides may precipitate in zirconium-based alloys (Zircaloy) during slow cooling, which result in embrittlement of the cladding material and eventually a possible sudden failure of cladding integrity under additional mechanical loads. Especially long, continuous radial hydride structures and low temperature can cause severe embrittlement of claddings and finally failure by fracture even at small deformations. Therefore, the study of hydride morphology plays an important role in describing the brittle failure behaviour of the claddings.&#13;
&#13;
The focus of the presented research is on the development of appropriate numerical methods for predicting the mechanical behaviour and identification of limiting conditions to prevent brittle fracture of Zircaloy claddings. Typical hydride morphologies are shown. An iterative inverse analysis method is described for deriving the elastic-plastic material properties in the hoop direction of a ring-shaped sample. A modelling approach based on cohesive zones is explained which is able to reproduce the propagation of cracks initiated at radial hydrides in the zirconium matrix. The developed methods are applied to defueled samples of cladding alloy ZIRLO®, which were subjected to a thermo-mechanical treatment to reorient existing circumferential hydrides to radial hydrides. A selected sample showing sudden load drops during a quasi-static ring compression test is analysed by means of fracture mechanics for illustrative purposes.&#13;
&#13;
This project as part of the European Joint Programme on Radioactive Waste Management has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement no. 847593.</abstract>
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    <author>Mohan Reddy Gaddampally</author>
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    <title language="eng">Fracture Mechanics Analysis of Spent Fuel Claddings during Long-Term Dry Interim Storage</title>
    <abstract language="eng">The prevention of brittle fracture of spent fuel claddings during long-term dry interim storage is based on experimental investigations, numerical analyses and assessment methods for predicting the mechanical behavior and determining limiting conditions. The ring compression test (RCT) is an established experimental method for characterizing cladding material. Test results for various high-burnup pressure water reactor zirconium-based fuel cladding alloys (e.g., ZIRLO®, M5®) are publicly available. To reduce the effort associated with irradiated samples in hot cells, it is helpful to perform studies on unirradiated surrogate cladding material. Based on such experimental data, load-displacement curves were numerically analyzed for selected cladding materials. In the presence of radial hydrides, a sample may suddenly fail by fracture even at small deformations. Noticeable load drops in the RCT occur associated to unstable crack propagation through the radial hydride network. The failure mechanism is quasi-cleavage in the hydrides and micro-void nucleation, growth, and coalescence in the zirconium matrix, with ductile tearing patches connecting neighboring hydrides. The failure process was simulated by cohesive zones controlled by the fracture energy and the cohesive strength. A modeling approach is presented in which the radial hydride morphology is taken into account. Based on the developed fracture mechanics approach with cohesive zone modeling, not only the deformation behavior but also the failure behavior of irradiated as well as unirradiated claddings with radial hydrides under RCT loading conditions can be adequately described.</abstract>
    <parentTitle language="eng">PATRAM 2022 Proceedings</parentTitle>
    <enrichment key="eventName">20th International Symposium on the Packaging and Transportation of Radioactive Materials (PATRAM 2022)</enrichment>
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    <author>Uwe Zencker</author>
    <author>Mohan Reddy Gaddampally</author>
    <author>Holger Völzke</author>
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    <title language="eng">Fracture Mechanics Analysis of Spent Fuel Claddings during Long-Term Dry Interim Storage</title>
    <abstract language="eng">The prevention of brittle fracture of spent fuel claddings during long-term dry interim storage is based on experimental investigations, numerical analyses and assessment methods for predicting the mechanical behavior and determining limiting conditions. The ring compression test (RCT) is an established experimental method for characterizing cladding material. Test results for various high-burnup pressure water reactor zirconium-based fuel cladding alloys (e.g., ZIRLO®, M5®) are publicly available. To reduce the effort associated with irradiated samples in hot cells, it is helpful to perform studies on unirradiated surrogate cladding material. Based on such experimental data, load-displacement curves were numerically analyzed for selected cladding materials. In the presence of radial hydrides, a sample may suddenly fail by fracture even at small deformations. Noticeable load drops in the RCT occur associated to unstable crack propagation through the radial hydride network. The failure mechanism is quasi-cleavage in the hydrides and micro-void nucleation, growth, and coalescence in the zirconium matrix, with ductile tearing patches connecting neighboring hydrides. The failure process was simulated by cohesive zones controlled by the fracture energy and the cohesive strength. A modeling approach is presented in which the radial hydride morphology is taken into account. Based on the developed fracture mechanics approach with cohesive zone modeling, not only the deformation behavior but also the failure behavior of irradiated as well as unirradiated claddings with radial hydrides under RCT loading conditions can be adequately described.</abstract>
    <enrichment key="eventName">20th International Symposium on the Packaging and Transportation of Radioactive Materials (PATRAM 2022)</enrichment>
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    <title language="eng">EURAD WP 8 Task 3 Overview: Behaviour of nuclear fuel and cladding after discharge</title>
    <abstract language="eng">Task 3 of Work package 8 (Spent Fuel Characterization) of the European Joint Programme on Radioactive Waste Management (EURAD) investigates the behaviour of nuclear fuel and cladding after discharge. The aim of the work is to understand and describe the be-haviour of spent nuclear fuel (SNF), irradiated cladding, fuel/cladding chemical interaction (FCCI) and ageing under conditions of extended interim storage, transportation and em-placement in a final disposal system. BAM contributes to the project as partner and leads Task 3. The presentation gives an overview of the project status, main achievements in experimental work and modelling studies, deviations from the plan, delays and challenges ahead.</abstract>
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    <publisherName>Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs (ANDRA)</publisherName>
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    <title language="eng">EURAD - Work Package 8 - Deliverable 8.1 - State-of-the-art report</title>
    <abstract language="eng">A state-of-the-art (SOTA) review on characterisation of spent nuclear fuel (SNF) properties in terms of source term and inventory assessment (neutron, gamma-ray emission, decay heat, radionuclide inventory, elemental content) and in terms of out-of-core fuel performance (cladding performance and fuel integrity in view of the safety criteria for SNF interim storage, transport and canister packaging) using several numerical and experimental approaches and methodologies is presented. This SOTA report is a result of the spent fuel characterisation (SFC) work package as part of the European Joint Programme on Radioactive Waste Management (EURAD), which offers an overview of the status of knowledge in the field of SNF characterisation and assessment during the pre-disposal phase. The document aims to focus on the current safety-significant gaps and related challenges, providing a direct link to the goals of the mandated actors of EURAD. The report is expected to be used by all EURAD colleagues in their national programmes as a key resource for knowledge management programmes and to contribute to demonstrating and documenting the state-of-the-art.</abstract>
    <identifier type="url">https://www.ejp-eurad.eu/publications/eurad-d81-state-art-report</identifier>
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    <author>Stefano Caruso</author>
    <author>Efstathios Vlassopoulos</author>
    <author>Ron Dagan</author>
    <author>Luca Fiorito</author>
    <author>Michel Herm</author>
    <author>Peter Jansson</author>
    <author>Marjan Kromar</author>
    <author>Márton Király</author>
    <author>Jaakko Leppanen</author>
    <author>Francisco Feria Marquez</author>
    <author>Volker Metz</author>
    <author>Dimitrios Papaioannou</author>
    <author>Luis Enrique Herranz</author>
    <author>Dimitri Rochman</author>
    <author>Peter Schillebeeckx</author>
    <author>Marcus Seidl</author>
    <author>Augusto Hernandez Solis</author>
    <author>Alexey Stankovskiy</author>
    <author>Francisco Alvarez Velarde</author>
    <author>Marc Verwerft</author>
    <author>Nieves Rodriguez Villagra</author>
    <author>Uwe Zencker</author>
    <author>Gasper Žerovnik</author>
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