TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger T1 - Further research on cask impact limiter needed? N2 - Transport and storage casks for medium and high level radioactive waste are subjected to extreme heavy loads during the accidental drop scenarios prescribed by IAEA regulations and national storage acceptance criteria. Subsequently, considerable efforts have been made to optimize impact limiting structures aiming to reduce cask stresses and deformations. Though, their benefits can only fully be exploited, if the energy absorbing behavior is reliable simulated by numerical models which play an increasingly important role in safety assessments. BAM has had conducted the 5-years research project ENREA in order to overcome the problems caused by the use of simplified, not sufficiently validated or even defective computational concepts for damping materials. While major results of the just recently completed program will be presented, the focus is laid on the question whether these Outputs provide a solid foundation for approximating impact limiting structures in all relevant configurations. So far, material models have been implemented for spruce, Polyurethane foams and damping concrete based mainly on small and medium scale compression test results. The experimental program performed at BAM comprised likewise guided drop tests and, especially for concrete, penetration tests. Although the resulting numerical simulations showed good agreement with measured values, it turned out to be necessary to consider further effects with regard to e.g. multiaxial stress States, shearfailures of shock absorbing components and their interaction with enclosed or enclosing structures. Thus, the strengths and application constraints of the actual models will be shown as well as details about further research needs, if any. T2 - RAMTRANSPORT 2015 - International conference on the radioactive materials transport and storage CY - Oxford, UK DA - 19.05.2015 KW - Numerical model KW - Shock absorber KW - Damping concrete KW - Polyurethane foam KW - Radioactive waste storage cask PY - 2015 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-33992 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Further research on cask impact limiter needed? T2 - Radioactive Materials Transport and Storage Conference and Exhibition (RAMTRANSPORT 2015) CY - Oxford, GB DA - 2015-05-19 PY - 2015 AN - OPUS4-33573 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Procedures to handle specification changes of containers for the Konrad repository T2 - 45th Annual Meeting on Nuclear Technology CY - Frankfurt, Germany DA - 2015-05-05 PY - 2015 AN - OPUS4-33574 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Völzke, Holger A1 - Wolff, Dietmar A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Beitrag zu den Anforderungen an die Beschaffenheit von Endlagerbehältern hinsichtlich ihrer Rückholbarkeit und Bergbarkeit N2 - Die Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) wurde von der AG 3 der Kommission Lagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe gebeten, Anforderungen an Behälter für die Endlagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe im Hinblick auf ih-re Rückholbarkeit während des Endlagerbetriebes und ihre Bergbarkeit nach Ver-schluss des Endlagers über einen Zeitraum von 500 (bis 1.000 ?) Jahren darzu-stellen. Die BAM kommt diesem Wunsch auf der Grundlage ihrer langjährigen Er-fahrungen und Fachkenntnisse auf den Gebieten der Bauartprüfung und der si-cherheitstechnischen Begutachtung von Transport- und Lagerbehältern für radio-aktive Stoffe nach. PY - 2015 UR - https://www.bundestag.de/blob/396206/f0a6276f4e2741c3022afb8ce64c0689/drs_047-data.pdf SP - 1 EP - 12 AN - OPUS4-35104 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheidemann, Robert A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Qiao, Linan A1 - Müller, Karsten A1 - Droste, Bernhard A1 - Völzke, Holger T1 - Dynamic penetration tests on shock absorbing damping concrete N2 - Mechanical loading conditions of transport and storage casks for radioactive materials in accidental scenarios are highly affected by the behavior of both: the impact limiters and the footing materials. To minimize potential damages during the handling of casks, a so called damping concrete is frequently used for the footings in interim nuclear facilities. It obtains its shock absorbing properties through admixing of polymer cells. For a comprehensive mechanical evaluation of casks, advanced material models are also needed for damping concrete. In order to characterize the mechanical properties and to develop numerical material models, penetration tests were carried out at different test facilities of BAM. The tests contain dynamic penetration tests on mortared specimens with a size of 2,400 x 2,400 x 500 mm³. For these model-sized penetration tests indenters with different geometries and diameters were used. Subsequently a cylindrical cast-iron indenter with a diameter of 1.100 mm was dropped of 5 m height on a realistic damping concrete footing. T2 - WM2014 Conference CY - Phoenix, Arizona, USA DA - 02.03.2014 KW - Drop test KW - Dynamic KW - Penetration KW - Damping concrete PY - 2014 SN - 978-0-9836186-3-8 SP - Paper 14166, 1 EP - 9 AN - OPUS4-31948 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dittrich, Matthias A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger T1 - Präzisierung der Prüfanforderungen an Stahlblechcontainer für das Endlager Konrad N2 - Abfallgebinde, die im Endlager Konrad eingelagert werden sollen, müssen die Anforderungen und Kriterien erfüllen, die in den Endlagerungsbedingungen (SE-IB-29/08-Rev-1 [1]) und in der Produktkontrolle (SE-IB-30/08-Rev-1) festgelegt sind. Die Qualifizierung der Abfallbehälter erfolgt auf dieser Grundlage in Form von Bauartprüfungen, die von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) durchgeführt werden. Darüber hinaus sind die im Hinblick auf Behälterbauartprüfungen relevanten Nebenbestimmungen aus dem Planfeststellungsbeschluss für das Endlager Konrad zu berücksichtigen. Zur besseren Anwendbarkeit werden diese Nebenbestimmungen in die Endlagerungsbedingungen und die Produktkontrolle eingearbeitet. Begleitend ist als Hilfestellung für die Abfallablieferer und Behälterhersteller ein Leitfaden geplant, der praktikable Nachweisstrategien aufzeigt und, soweit erforderlich, Hintergrundinformationen zu den Spezifikationen der Regelwerke liefert. Die BAM ist vom BfS beauftragt, hierfür Vorschläge zu entwickeln und Empfehlungen abzugeben. T2 - KONTEC 2015 - 12. Internationales Symposium "Konditionierung radioaktiver Betriebs- und Stilllegungsabfälle" CY - Dresden, Germany DA - 25.03.2015 PY - 2015 SP - Paper 090, 786 EP - 794 AN - OPUS4-33020 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheidemann, Robert A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Müller, Karsten ED - Grellmann, W. ED - Frenz, H. T1 - Experimentelle Untersuchungen an Prüfkörpern und Komponenten aus Dämpferbeton T1 - Experimental tests on damping concrete specimens and components N2 - Der Verbundwerkstoff Dämpferbeton wird im Hallenboden von kerntechnischen Anlagen eingesetzt. Durch seine stoßdämpfenden Eigenschaften reduziert er die mechanischen Beanspruchungen von Behältern im Falle eines Handhabungsstörfalls. Um das Verhalten numerisch zu untersuchen, muss ein geeignetes Materialmodell entwickelt werden. Hierfür sind Materialparameter notwendig, die im Rahmen eines von der BAM durchgeführten Forschungsvorhabens ermittelt wurden. Dazu sind Druck- und Eindringversuche an unterschiedlichen Prüfkörpern durchgeführt worden. Den abschließenden Test bildete ein originalmaßstäblicher Fallversuch auf ein Dämpferbetonfundament. N2 - The composite damping concrete is used in the footings of nuclear sites. Due to its shock-absorbing properties it reduces mechanical loads of casks in a handling incident. To examine the behaviour numerically, a material model has to be developed. That makes comprehensive material Parameters necessary, which were obtained in a research project conducted by BAM. To this compression and penetration tests with different specimens and various Parameters were performed. The final experiment test was a full-scale drop test on a damping concrete footing. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2014 - Fortschritte in der Werkstoffprüfung für Forschung und Praxis - Werkstoffeinsatz, Qualitätssicherung und Schadensanalyse CY - Berlin, Germany DA - 04.12.2014 KW - Beton-Polymer Verbundwerkstoff KW - Dämpferbeton KW - Charakterisierung Materialverhalten KW - Dynamische Druckversuche KW - Concrete-polymer composite KW - Damping concrete KW - Characterisation material behaviour KW - Dynamic compression tests KW - Material characterisation PY - 2014 SN - 978-3-9814516-8-9 SN - 1861-8154 SP - 281 EP - 286 AN - OPUS4-32321 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheidemann, Robert A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Müller, Karsten A1 - Droste, Bernhard A1 - Völzke, Holger T1 - Model-sized and full-scale dynamic penetration tests on damping concrete N2 - Mechanical loading conditions of transport and storage casks for radioactive materials in accidental scenarios are highly affected by the behavior of both: the impact limiters and the footing materials. To minimize potential damages during the handling of casks, a so called damping concrete is frequently used for the footings in interim nuclear facilities. It obtains its shock absorbing properties through admixing of polymer cells. For a comprehensive mechanical evaluation of casks, advanced material models are also needed for damping concrete. In order to characterize the mechanical properties and to develop numerical material models, penetration tests were carried out at different test facilities of BAM. The tests contain static and dynamic penetration tests on cubic specimen with an edge length of 100 mm as well as mortared specimen with a size of 240 x 240 x 50 cm³. Indenters with different geometries and diameters were used for these model-sized penetration tests. Subsequently a full-scale cylindrical cast-iron indenter with a diameter of 110 cm was dropped of 5 m height on a realistic damping concrete footing. T2 - PATRAM 2013 - 17th International symposium on the packaging and transportation of radioactive materials CY - San Francisco, CA, USA DA - 18.08.2013 KW - Drop test KW - Dynamic KW - Penetration KW - Damping concrete PY - 2013 SP - 1 EP - 10 PB - Omnipress AN - OPUS4-30233 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Botsch, W. A1 - Smalian, S. A1 - Hinterding, P. A1 - Völzke, Holger A1 - Wolff, Dietmar A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Dual purpose cask safety evaluation - Expertise in dry storage N2 - In Germany dual purpose casks for spent nuclear fuel (SF) or high level radioactive waste (HLW) are used for safe transportation and interim storage. Key safety issues in both fields are the safe enclosure of the radioactive material, the safe removal of decay heat, securing nuclear criticality safety, limitation of radiation exposure to acceptable levels and keeping it as low as reasonable achievable (ALARA principle). Whereas these safety requirements during transportation are ensured by the Type-B(U)-design testing and approval procedure on basis of internationally agreed IAEA (International Atomic Energy Agency) requirements storage licenses are issued on national and site specific safety analyses. This paper presents experiences from recent interim storage safety evaluation and licensing procedures in Germany on basis of a Type-B(U) certified cask designs concerning specific differences from Operation and accident conditions inside the storage facility. The focus is laid on the interaction of cask and building structures with regard to shielding, heat removal and accident analyses including aircraft crash. Basic safety is assured by thick-walled metal casks with monitored double lid Systems. They also reduce radiation to levels where workers can safely operate and maintain the casks inside the storage facility. The storage building e. g. provides additional shielding and protection against extemal hazards depending on the building construction. In addition, the storage building helps to reduce radiation levels at the boundary of the storage site well below regulatory limits given by the German Radiation Protection Ordinance (StrSchV). T2 - PATRAM 2013 - 17th International symposium on the packaging and transportation of radioactive materials CY - San Francisco, CA, USA DA - 18.08.2013 KW - Dual purpose cask KW - Long-term storage PY - 2013 SP - 1 EP - 8 PB - Omnipress AN - OPUS4-30235 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Aktuelle Entwicklungen in der Bauartprüfung von Konrad-Endlagerbehältern T2 - 4. RAM-Behältersicherheitstage CY - Berlin, Germany DA - 2014-03-26 PY - 2014 AN - OPUS4-30682 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Qiao, Linan A1 - Zencker, Uwe A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger ED - Topping, B.H.V. ED - Iványi, P. T1 - Simulation of damping concrete under severe impact loads using a crushable foam model with damage mechanisms N2 - The deformation and damage behaviour of damping concrete under impact loading conditions is investigated experimentally and numerically. The material model is based on the assumption of crushable foam with volumetric or isotropic hardening combined with ductile and shear damage criteria. Model parameters are determined in static and dynamic compression tests of confined cubic specimens. The derived material model is validated by numerical simulation of penetration tests. The static and dynamic penetration of indenters into uniform as well as assembled bricks made of damping concrete is discussed. Finally, the successful calculation of a large-scale drop test with a heavy cask-like test object onto a realistic damping concrete foundation is demonstrated. T2 - 12th International conference on computational structures technology CY - Naples, Italy DA - 02.09.2014 KW - Damping concrete KW - Impact load KW - Crushable foam material model KW - Damage PY - 2014 SN - 978-1-905088-61-4 DO - https://doi.org/10.4203/ccp.106.233 SN - 1759-3433 SP - Paper 233, 1 EP - 16 PB - Civil Comp Press AN - OPUS4-31480 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Begutachtung von Behältern fpr das Endlager Konrad an der BAM; Einführung/Grundlagen/Prüfmethodik T2 - Workshop BAM- PSK (Produktkontrollstelle, Forschungszentrum Jülich) CY - Berlin, Germany DA - 2013-09-02 PY - 2013 AN - OPUS4-29766 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Bauartzulassung Konrad Behälter aus Sicht der BAM T2 - 9. Sitzung AD-Hoc-AG-Konrad (Arbeitsgruppe der ESK) CY - Bassum, Germany DA - 2013-09-09 PY - 2013 AN - OPUS4-29767 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dittrich, Matthias A1 - Kasparek, Eva-Maria T1 - Federal approval of legacy waste containers for the Konrad repository - strategies and challenges N2 - The approval of an increasing number of legacy waste containers for the Konrad re-pository is expected in the next years. While well documented young legacy waste containers can rather easily be approved, the assessment is challenging for contain-ers which were manufactured some decades ago. All parties have to work closely together to find a specifically fitted strategy for such approvals. Thereby, rework of documents and requalification can be a promising approach. Details about three basic strategies have been shown to give a hint which options are available. T2 - 47th Annual Meeting on Nuclear Technology (AMNT 2016) CY - Hamburg, Germany DA - 10.05.2016 KW - Radioactive waste container KW - Konrad PY - 2016 SN - 978-3-926956-97-2 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-39888 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dittrich, Matthias A1 - Kasparek, Eva-Maria A1 - Völzke, Holger T1 - Legacy waste containers for low and intermediate level radioactive waste in Germany - Actual situation and challenges –17070 N2 - Low and intermediate level radio active waste has been produced in Germany for several decades. While a part of the waste had been deposited in the Morleben repository and the Asse mine which have been operated for just a limited period of time, the major amount is conditioned and packaged in temporarily stored waste containers. Those containers are designated for final disposal in the KONRAD repository being currently under construction and expected to start operation in 2022. As a consequence, an assessment of the waste container documentation and safety is strongly needed to receive an approval for the KONRAD repository. This requalification is challenging because those old containers have to meet the same safety requirements as new containers. T2 - WasteManagement Symposia 2017 CY - Phoenix, USA DA - 05.03.2017 KW - Radioactive waste container KW - Konrad KW - Repository PY - 2017 UR - https://www.xcdsystem.com/wmsym/2017/028.html#17070 SP - Paper 17070, 1 EP - 14 AN - OPUS4-40326 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Präzisierung der Endlageranforderungen Konrad hinsichtlich Behälterbauartprüfungen N2 - Zusammenfassung der Anforderungen an Behälter zur Endlagerung von schwach und mittel radioaktiven Abfällen in der Schachtanlage Konrad. Darstellung der präzisierungsbedürftigen Sachverhalte und Textpassagen sowie der entsprechenden aktuellen Arbeiten der BAM, die im Unterauftrag des BfS einen Leitfaden für die Bauartprüfung erstellt T2 - 5. RAM-Behälter-Sicherheitstage CY - Berlin, Germany DA - 16.03.2016 KW - Qualitätssicherung KW - schwach und mittel radioaktive Abfälle KW - Endlagerbehälter KW - Endlager Konrad KW - Präzisierungsbedarf KW - Leitfaden PY - 2016 AN - OPUS4-38894 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheidemann, Robert A1 - Weber, Mike A1 - Völzke, Holger A1 - Kasparek, Eva Maria ED - Gomes, J.F.Silva ED - Meguid, S.A. T1 - Temperature dependendency of dynamically loaded polyurethane foam N2 - Polyurethane foam used as impact limiter material undergoes high plastic deformations, whereat the resulting stress-strain relations strongly depend on loading speed and temperature. This paper discusses the efforts necessary to develop a reliable numerical foam simulation model focussing on generation and implementation of temperature- dependent yield curves T2 - 6th International Conference on Mechanics and Materials in Design CY - Ponta Delgada, Azores, Portugal DA - 26.07.2015 KW - Impact limiter KW - Polyurethane foam KW - Finite element model KW - Strain rate KW - Temperature dependency PY - 2015 SN - 978-989-98832-3-9 SP - 1043 EP - 1046 PB - INEGI-FEUP AN - OPUS4-38889 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Numerical and experimental studies of polyurethane foam under impact loading T2 - International Workshop on Computational Mechanics of Materials CY - Constanta, Romania DA - 2009-04-01 PY - 2009 AN - OPUS4-19878 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Neural Networks for Parameter Identification of Dynamically Loaded Polyurethane Foams T2 - ECCM 2010 European Conference on Computational Mechanics CY - Paris, France DA - 2010-05-16 PY - 2010 AN - OPUS4-21371 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Scheidemann, Robert A1 - Zencker, Uwe A1 - Wolff, Dietmar A1 - Völzke, Holger T1 - Effect of dynamic loading on compressional behavior of damping concrete N2 - In drop test scenarios related to assessing and licensing the storage procedure of spent fuel and high active waste, the casks under examination are generally not equipped with impact limiters. Hence, the extent of mechanical stresses in case of an assumed handling accident is largely affected by the ground properties of the reception hall floor in the specific storage facility. Unlike conventional brittle foundation materials, damping concrete performs quite well in such applications as it features high stiffness as well as high energy absorption due to the filler pore volume. However, its damping ability is not sufficiently exploited in current finite element (FE) calculations due to a lack of advanced material models for simulating its impact response. An implementation of qualified concepts that account for plastic, strain rate dependent behavior requires additional information that has to be provided by systematic test series. BAM recently started a research project to generate such data, subsequently to develop and to improve numerical methods for the analysis of impact limiters and damping foundation material and thus to optimize safety assessment tools for the design of transport and storage casks. A major part of this research concerns dynamic compression tests of variably shaped specimens conducted at a servo hydraulic 1MN impact testing machine as well as at a BAM facility for guided drop tests. This presentation focuses 100mm damping concrete cubes deformed vertically at constant rates under different constraint conditions. For example, a special fitting jig was constructed to subject the specimens to multi-axial loading. Thereby a deformation of 60% could be applied. Simulation was conducted by FE code ABAQUS™ based on material models “Concrete damaged plasticity” and “Crushable foam” which both allow defining rate sensitive nonlinear stress-strain relations in compression beyond the classic metal plasticity approach. T2 - PATRAM 2010 - 16th International symposium on the packaging and transport of radioactive materials CY - London, UK DA - 2010-10-03 KW - Damping concrete KW - Strain rate sensitivity KW - Numerical simulation KW - Material model PY - 2010 SP - 1-8 (Thursday-T40-114) AN - OPUS4-23708 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Scheidemann, Robert A1 - Zencker, Uwe A1 - Wolff, Dietmar T1 - Experimentelle und numerische Untersuchungen von stoßdämpfenden Werkstoffen für Behälter zur Entsorgung radioaktiver Stoffe N2 - Die mechanische Beanspruchung von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe gemäß den durch die IAEA vorgegebenen Prüfszenarien oder bei Unfällen, die während der Handhabung in einer kerntechnischen Anlage auftreten können, wird maßgeblich durch das Design der Stoßdämpfer und die Eigenschaften des jeweiligen Untergrundes beeinflusst. Da der Nachweis der Behälterintegrität und -dichtheit häufig an numerische Simulationen gekoppelt ist, sind für die sicherheitstechnische Auslegung der Konstruktion zuverlässige Informationen über das Energieabsorptionsvermögen der Werkstoffe und eine geeignete Umsetzung dieser Daten in FEM - Programme erforderlich. Die im Rahmen von Falluntersuchungen bei der BAM festgestellten, teilweise erheblichen Abweichungen zwischen experimentellen und berechneten Größen sind entsprechend darauf zurückzuführen, dass die zur Verfügung stehenden numerischen Verfahren das komplexe Verhalten der stoßdämpfenden Strukturen nicht ausreichend präzise wiedergeben. Hiervon besonders betroffen sind Bauteile aus Holz und Polyurethan-Schaum (PU-Schaum), die zur Konstruktion von Behälterstoßdämpfern für die Transportkonfiguration eingesetzt werden, sowie Dämpferbeton, der in ausgewählten Bereichen im Fundament von Standort-Zwischenlagern eingebaut wird. Um die zugehörigen Materialmodelle weiter zu entwickeln und die dafür erforderliche Datenbasis zu schaffen, hat die BAM vor knapp zwei Jahren das vom BMBF geförderte Forschungsvorhaben ENREA (Entwicklung rechnerischer Analysemethoden für stoßdämpfende Strukturen beim Anprall oder Absturz von Abfallgebinden) gestartet. Wesentlicher Bestandteil ist ein systematisches Versuchsprogramm, bei dem die drei genannten Werkstoffe statisch und dynamisch hohen Druckbelastungen ausgesetzt werden. Relevante Versuchsparameter sind, neben der Dehnrate, die Temperatur und Lagerungsbedingungen sowie die Orientierung des Werkstoffes hinsichtlich der Belastungsrichtung. Dieser Beitrag präsentiert die wichtigsten Ergebnisse aus der ersten Versuchsphase, die durch weggesteuerte Versuche mit konstanten Prüfgeschwindigkeiten von 0,02 mm/s und 3000 mm/s gekennzeichnet ist. Darüber hinaus wird die Verwertung dieser Daten zur Anpassung von Materialmodellen auf der Grundlage von Nachrechnungen gezeigt, wobei die Möglichkeiten und Grenzen der verwendeten Konzepte Umrissen werden. Aufgrund des Umfangs, den die Versuche mit Holzwerkstoffen einnehmen, und des erforderlichen Aufwandes für die numerische Modellierung werden die entsprechenden Maßnahmen und Ergebnisse in einem eigenständigen Beitrag auf der KONTEC vorgestellt. T2 - KONTEC 2011 - 10. Internationales Symposium "Konditionierung radioaktiver Betriebs- und Stilllegungsabfälle" CY - Dresden, Germany DA - 06.04.2011 KW - Stoßdämpfende Werkstoffe KW - Materialmodellierung KW - Versuchsprogramm KW - Stoßbelastung KW - Dehnratenabhängigkeit KW - Temperaturabhängigkeit KW - Polyurethan Schaum KW - Dämpferbeton PY - 2011 SP - 453 EP - 458 AN - OPUS4-23709 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Zencker, Uwe A1 - Scheidemann, Robert A1 - Völzke, Holger A1 - Müller, Karsten T1 - Numerical and experimental studies of polyurethane foam under impact loading N2 - Proper predictions of the behaviour of shock absorber materials are of utmost importance in safety assessments for licensing casks for transport and storage of highly active waste. After having identified significant discrepancies between numerical results and the actual response of polyurethane foam limiters subjected to accidental scenarios, a new research project ENREA was established by BAM. A major objective is to enhance and to develop advanced material models intended to simulate limiters under impact loading. They should account for all major factors influencing the load–deformation relationship like temperature, strain rate and specific stress state. The corresponding test program, applicable plasticity models, the overall parameter identification strategy based on local and global optimization techniques as well as experimental and numerical results are presented here in particular for closed cell foams. KW - Polyurethane foam KW - Limiter KW - Impact loading KW - Strain rate KW - Plasticity model KW - Parameter identification PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2010.11.025 SN - 0927-0256 VL - 50 IS - 4 SP - 1353 EP - 1358 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-23151 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Experimentelle und numerische Untersuchungen von stoßdämpfenden Werkstoffen für Behälter zur Entsorgung radioaktive / Experimental and numerical studies of impact limiting materials for containers for radioactive waste T2 - 10. Internationales Symposium "Konditionierung radioaktiver Betriebs- und Stilllegungsabfälle" KONTEC CY - Dresden, Germany DA - 2011-04-06 PY - 2011 AN - OPUS4-23557 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Effect of Dynamic Loading on Compressional Behavior of Damping Concrete T2 - PATRAM 2010 (16th International Symposium on the Packaging and Transport of Radioactive Materials) CY - London, England DA - 2010-10-03 PY - 2010 AN - OPUS4-22251 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Scheidemann, Robert A1 - Wolff, Dietmar A1 - Zencker, Uwe A1 - Völzke, Holger T1 - Untersuchungen zum Verhalten von Dämpferbeton unter Stossbelastung N2 - Während des Transportes sind Behälter für hoch radioaktive Abfälle durch stoßdämpfende Bauteile vor Einwirkungen, die aus Unfallszenarien gemäß den IAEA Regularien resultieren können, weitestgehend geschützt. Nach dem Entfernen dieser Komponenten im Rahmen der Einlagerung ins Zwischenlager müssen Vorkehrungen getroffen sein, um Beanspruchungen der Behälter aus möglichen Handhabungsunfällen im Empfangsbereich zu reduzieren. Die Maßnahmen müssen vor allem darauf abzielen, die stoßdämpfenden Eigenschaften der potentiellen Aufprallflächen zu optimieren. Da Standardmaterialien für Fundamente nur ein geringes Energieabsorptionsvermögen aufweisen, wurde durch die Firma HOCHTIEF eine neuartige Betonmixtur entwickelt, bei der ein spezieller Leichtzuschlag zum Einsatz kommen. Zur Charakterisierung dieses sogenannten Dämpferbetons liegen Standardkennwerte vor sowie Messwerte aus Eindringversuchen, die zur Qualitätssicherung für jede Produktcharge durchgeführt werden. Das stoßdämpfende Potential des neuen Werkstoffs kann jedoch nur dann vollkommen ausgeschöpft werden, wenn die Energieabsorption in numerischen Simulationen der Behälterabstürze über die gesamte Belastungsdauer zuverlässig wiedergegeben wird. Für die Implementierung und Anpassung eines entsprechenden Materialmodelis in einem Finite Elemente (FE) Programm sind Daten aus systematischen Druckversuchen mit Variation der relevanten Einflussgrößen erforderlich. An der BAM werden daher im Rahmen eines werkstoffübergreifenden Forschungsvorhabens zur Untersuchung von stoßdämpfenden Strukturen auch die Eigenschaften von Dämpferbeton experimentell untersucht und zugehörige numerische Methoden entwickelt. Der aktuelle Beitrag behandelt die Ergebnisse der ersten Projektphase, in der kubische Probekörper mit der Kantenlänge 100mm bei unterschiedlichen Lagerungsbedingungen statisch und dynamisch gestaucht wurden. In nachfolgenden Versuchen wird der Einfluß der Probengröße ermittelt sowie die Eignung der verwendeten Materialmodelle anhand realistischer Belastungssituationen validiert. Versuchsprogramm. T2 - Jahrestagung Kerntechnik 2011 CY - Berlin, Germany DA - 17.05.2011 KW - Stoßdämpfende Werkstoffe KW - Materialmodellierung KW - Versuchsprogramm KW - Stoßbelastung KW - Dehnratenabhängigkeit KW - Temperaturabhängigkeit KW - Polyurethan Schaum KW - Dämpferbeton PY - 2011 IS - Session TS-17 / Paper 171 SP - 1 EP - 5 AN - OPUS4-23836 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Untersuchungen zum Verhalten von Dämpferbeton unter Stoßbelastung T2 - Jahrestagung Kerntechnik, Berliner Congress Center CY - Berlin, Germany DA - 2011-05-17 PY - 2011 AN - OPUS4-23794 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Numerical and experimental investigations of temperature effect on dynamically loaded polyurethane foams T2 - COMPLAS XI - XI International Conference on Computational Plasticity CY - Barcelona, Spain DA - 2011-09-07 PY - 2011 AN - OPUS4-24422 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Numerical and Experimental Investigations of Polyurethane Foam for Use as Cask Impact Limiter in Accidental Drop Scenarios T2 - Waste Management Symposia 2012 CY - Phoenix, AZ, USA DA - 2012-02-26 PY - 2012 AN - OPUS4-25658 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Aktueller Stand der Bauartprüfungen von KONRAD - Endlagerbehältern an der BAM T2 - TÜV Nord Seminar "Erfafhrungen mit den "neuen" Endlagerbedingungen" CY - Hanover, Germany DA - 2012-11-07 PY - 2012 AN - OPUS4-27014 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Numerical analyses of cask structures and material behavior T2 - Workshop KAERI (Korean Atomic Energy Research Institute) - BAM CY - Daejeon, South Korea DA - 2012-09-11 PY - 2012 AN - OPUS4-26858 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Beanspruchungen von Behältern für feuchte, mittelradioaktive Inventare unter thermischen Belastungen im Endlager Konrad T2 - 6. Erfahrungsaustausch zum Qualitätsmanagement bei Herstellung und Betrieb von Konrad-Endlagerbehältern, BAM CY - Berlin, Germany DA - 2012-09-26 PY - 2012 AN - OPUS4-26859 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Container design testing for final disposal of non-heat generating waste T2 - Workshop KAERI (Korean Atomic Energy Research Institute) - BAM CY - Daejeon, South Korea DA - 2012-09-11 PY - 2012 AN - OPUS4-26857 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ellouz, Manel A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger T1 - Konkretisierung der Anforderungen an Abfallbehälter für das Endlager Konrad N2 - Nicht wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle, die in der Schachtanlage Konrad endgelagert werden sollen, müssen entsprechend den geltenden Anforderungen für die Endlagerung radioaktiver Abfälle konditioniert und in vom Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) zugelassene Behälter verpackt werden. Gemäß einer Verwaltungsvereinbarung erfolgt die zugehörige Bauartprüfung für diese Behälter im Auftrag des BfS durch die BAM. Angesichts des geplanten baldigen Beginns der Betriebsphase des Endlagers Konrad steigt die Anzahl an Zulassungsverfahren, wobei die für alle Behälter gültigen Spezifikationen als auch die nach Behältertyp und -Werkstoff, einzulagerndem Inventar und erforderlichem Sicherheitsniveau differenzierten Anforderungen Gegenstand einer intensiven Diskussion zwischen Behörden, Sachverständigen und Antragstellern sind. Die BAM wurde aufgrund ihrer Erfahrungen in der Behälterqualifikation beauftragt nicht hinreichend konkretisierte behälterspezifische Aspekte in den oben genannten Berichten zu identifizieren und Vorschläge zur Präzisierung unter Berücksichtigung der hierfür relevanten Nebenbestimmungen aus dem Planfeststellungsbeschluss zu erarbeiten. Das Ziel ist Textteile, die unterschiedliche Interpretationen erlauben, zu überarbeiten oder zu kommentieren und somit die Konsistenz, Eindeutigkeit und Verständlichkeit der Konrad-Anforderungen zu verbessern. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Notwendigkeit der Vervollständigung bestimmter Anforderungen wie zum Beispiel der Prüfanweisung zur Stapelung von Rundgebinden. Ohne das Niveau der Konrad-Anforderungen zu verändern, soll sowohl für die Antragstellerseite eine verbesserte und aktualisierte Grundlage zur Vorbereitung und Erstellung der Nachweisunterlagen, als auch für die prüfenden Institutionen auf dem Weg von der Bauartprüfung über die Konditionierungskampagnen bis hin zur späteren Ablieferung an das Endlager eindeutigere Prüfrandbedingungen vorgegeben werden. Insgesamt können dadurch auf allen Seiten sowohl Aufwand als auch Zeitbedarf für die zahlreichen notwendigen Bauartprüfungen verringert werden. Zu diesem Zweck hat die BAM zunächst einen Themenkatalog mit behälterspezifischen Fragestellungen vorbereitet, der die bisher in der Praxis der durchgeführten oder durchzuführenden Bauartprüfungen festgestellten Diskussionspunkte bündelt. Dieser Themenkatalog wird mit dem BfS laufend erörtert, aktualisiert und mit Prioritäten versehen. Schwerpunkte sind dabei zunächst Prüfanforderungen an Rundgebinde (Stapeldruckprüfung), die Aktualisierung von verwendeten Normen (z.B. ISO 1496-1), der Umgang mit Behälterbeschädigungen (z.B. Abplatzungen bei Betonbehältern), Spezifikationen zu formstabil fixierten Abfällen und Begrifflichkeiten zum Qualitätsmanagement. Dieser Beitrag erläutert die Motivation, Hintergründe und Zielstellungen der laufenden Arbeiten und präsentiert den gegenwärtigen Bearbeitungsstand hinsichtlich der Konkretisierung behälterspezifischer Aspekte in den Endlageranforderungen. Die Themen Stapeldruckprüfung von Rundgebinden und Begrifflichkeiten zum Qualitätsmanagement bilden hierbei die Schwerpunkte. T2 - KONTEC 2013 - 11. Internationales Symposium 'Konditionierung radioaktiverBetriebs- und Stilllegungsabfälle' CY - Dresden, Germany DA - 13.03.2013 PY - 2013 IS - Sektion 4 / Vortrag 031 SP - 727 EP - 744 AN - OPUS4-28914 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Scheidemann, Robert T1 - Simulation of shock absorbing materials loaded by drop weights T1 - Simulation von stoßdämpfenden Werkstoffen unter dem Aufprall von Fallgewichten N2 - Zur numerischen Simulation von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe unter mechanischen Unfallbedingungen sind geeignete Materialmodelle und zugehörige Parametersätze für alle relevanten Behälterbauteile und den Aufpralluntergrund sowie gegebenenfalls für weitere am Störfall beteiligte Komponenten erforderlich. Sie bilden eine wesentliche Grundlage um für unterschiedliche Belastungsvarianten und Temperaturen zuverlässige Berechnungsergebnisse zu ermitteln, die umfangreiche experimentelle Erprobungen zumindest in Teilen ersetzen und damit einen zentralen Bestandteil von sicherheitstechnischen Nachweisen in gefahrgut- und atomrechtlichen Zulassungs- und Genehmigungsverfahren bilden können. Für die Auslegung der Behälter von besonderer Bedeutung ist die Effizienz der eingesetzten energieabsorbierenden Elemente, wie beispielsweise Stoßdämpfer am Behälterdeckel oder -boden bzw. äquivalente Strukturen auf oder im Fundament von Zwischen- und Endlagern. Diese Bauteile, die häufig aus Holz, Polyurethan (PU) - Schaum oder Dämpferbeton hergestellt werden, erfahren beim Auf- oder Anprall erhebliche plastische Deformationen, deren Verteilung und Größenordnung u.a. von der Belastungsgeschwindigkeit, dem Belastungsverlauf und der Temperatur bestimmt werden. Die Berücksichtigung dieser Faktoren in dynamischen Finite Elemente (FE) Berechnungen, die den heutigen Stand der Simulationstechnik repräsentieren, setzt eine systematische Datenbasis für den stoßdämpfenden Werkstoff voraus und die Implementierung dieser Informationen in numerischen Materialformulierungen. An der BAM wird seit Ende 2008 im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsvorhabens ENREA (Entwicklung rechnerischer Analysemethoden für stoßdämpfende Strukturen beim Anprall oder Absturz von Abfallgebinden) die experimentelle Bestimmung derartiger Daten sowie die Anpassung und teilweise Neuentwicklung geeigneter Materialmodelle betrieben. T2 - KONTEC 2013 - 11. Internationales Symposium 'Konditionierung radioaktiverBetriebs- und Stilllegungsabfälle' CY - Dresden, Germany DA - 13.03.2013 KW - Polyurethane foam KW - Spruce KW - Guided drop tests KW - Material models KW - Fem KW - Strain rate sensitivity KW - Temperature sensitivity PY - 2013 IS - Sektion 4 / Vortrag 031 SP - 781 EP - 787 AN - OPUS4-28871 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Scheidemann, Robert T1 - Simulationen von stoßdämpfenden Werkstoffen unter dem Aufprall von Fallgewichten T2 - KONTEC 2013 - 11. Internationales Symposium 'Konditionierung radioaktiverBetriebs- und Stilllegungsabfälle' CY - Dresden, Germany DA - 2013-03-13 KW - PU-Schaum KW - Fichtenholz KW - Geführte Fallversuche KW - Materialmodellierung KW - Dehnratenabhängigkeit KW - Temperatursensitivität PY - 2013 IS - Sektion 4 / Vortrag 031 SP - 774 EP - 780 AN - OPUS4-28872 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Simulationen von stoßdämpfenden Werkstoffen unter dem Aufprall von Fallgewichten T2 - KONTEC 2013, 11. Internationales Symposium "Konditionierung radioaktiver Betriebs- und Stilllegungsabfällen" CY - Dresden, Germany DA - 2013-03-13 PY - 2013 AN - OPUS4-28824 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - Simulationen von stoßdämpfenden Werkstoffen unter dem Aufprall von Fallgewichten T2 - KONTEC 2013, 11. Internationales Symposium "Konditionierung radioaktiver Betriebs- und Stilllegungsabfällen" CY - Dresden, Germany DA - 2013-03-13 PY - 2013 AN - OPUS4-28825 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Qiao, Linan A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Zencker, Uwe A1 - Scheidemann, Robert T1 - Development of a finite element model for damping concrete under severe impact loads N2 - Finite element analysis (FEA) has been carried out for investigation of damping concrete under different impact loading conditions with a built-in material model and damage criteria available in FEA code ABAQUS. At first, all parameters for the selected material model had been derived from compression Tests of cubic specimens. After that, a validation was carried out with different static and dynamic penetration tests. Finally, a 5 meter real drop test with a 23 Mg cylindrical cask could successfully be simulated. T2 - PATRAM 2013 - 17th International symposium on the packaging and transportation of radioactive materials CY - San Francisco, CA, USA DA - 18.08.2013 PY - 2013 SP - Session D, Paper 127, 1 EP - 10 PB - Omnipress AN - OPUS4-29110 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Scheidemann, Robert T1 - Simulation of shock absorbing materials loaded by drop weights N2 - The numerical Simulation of transport and storage casks for radioactive waste in accidental scenarios requires adequate material models and input parameters for all relevant structural cask elements, the Impact foundation as well as possibly further components involved in the incident. They form the basis for reliable analysis of different loading situations allowing substituting, at least in parts, experimental investigations that are needed in safety Reports submitted for nuclear licensing procedures. Hereby, the efficiency of the energy absorbing components, such as cask Impact limiters or equivalent structures placed onto or into the foundation of storage buildings, determine to a large extend the performance and thus the design of the casks. The limiters, which are usually made of wood, polyurethane foam (PUF) or damping concrete, are subjected to Major plastic deformations, whose Distribution and magnitude strongly depend on loading speed, course and temperature. Consequently, it is necessary to establish a systematic data basis and implement this information in advanced numerical material formulations in Order to enable finite element simulations to account for all relevant factors. KW - Polyurethane foam KW - Spruce KW - Guided drop tests KW - Material models KW - Fem KW - Strain rate sensitivity KW - Temperature sensitivity PY - 2013 SN - 1431-5254 VL - 58 IS - 8/9 SP - 501 EP - 506 PB - Inforum CY - Berlin AN - OPUS4-29140 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zencker, Uwe A1 - Qiao, Linan A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger T1 - Modeling of cylindrical casks under horizontal drop test conditions N2 - Cylindrical casks made of ductile cast iron are used for transport, interim storage and final disposal of radioactive waste in Germany. A basic design criterion is the ability to withstand a horizontal drop without impact Binders onto a foundation representative for the real ground of a storage facility. The increasing use of more cost-effective material compositions requires optimized cask geometries to reduce stresses and strains in the cask structure. For example, a non-uniform wall thickness was introduced to reduce maximum wall bending stresses. As a result, the load characteristics changed from line load to point load at bottom and lid side under horizontal drop fest conditions. Hereby, the position of highest stress inside the structure has shifted significantly. This was the reason for a systematic investigation of effects caused by small design changes or small variations of fest conditions. It led to a better understanding of the positions of high local stresses, their time history and maximum value for cylindrical casks under horizontal drop test conditions. Hence, the paper presents the lessons learnt from modeling and simulating such scenarios considering an impact without limiters onto a realistic target. T2 - 14th International high-level radioactive waste management conference CY - Albuquerque, New Mexico, USA DA - 28.04.2013 KW - Cylindrical cask KW - Ductile cast iron KW - Numerical simulation KW - Horizontal drop test KW - Storage facility KW - Concrete foundation PY - 2013 SN - 978-1-62748-644-6 SP - 1114 EP - 1119 (Paper # 6862) PB - Omnipress AN - OPUS4-28529 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ellouz, Manel A1 - Völzke, Holger A1 - Kasparek, Eva Maria T1 - BAM challenges for design testing of waste containers for the final repository Konrad N2 - Up to the end of this decade, corresponding to the planned date of starting operation in the final disposal KONRAD for non-heat generating waste in Germany, a lot of efforts are needed to condition and package the radioactive waste in containers certified by BfS (Federal Institute for Radiation Protection). This waste is produced by public sector and industry as well as nuclear energy facilities, which result in more than a half of the actually declared quantity growing especially after the phase out decision of nuclear power production in Germany and the subsequent decommissioning of nuclear power plants. BAM (Federal Institute for Materials Research and Testing) acts as responsible authority on behalf of BfS for design testing under consideration of the KONRAD requirements. Within the assessment procedure of containers, BAM has to verify the application documents, including material qualification, container geometry, corrosion protection, leakage rate and operational and accidental loading, and to evaluate quality assurance measures. Besides the previous completed approvals for various containers such as steel sheet and cast iron box-shaped containers and concrete cylindrical ones, BAM is actually carrying assessments for other types such as cast iron cylindrical containers and “old” steel sheet box shaped ones. The so called “old” containers present already loaded containers without any KONRAD certification, currently stored at licensed interim storages. In the benefit of the container assessment, BAM operates design testing facilities for drop and fire tests which are also used for research objectives to improve and expand the evaluation methods such as research project ConDrop. The latter deals with numerical simulations and analyses tools for further precise predictions about unfavorable drop test scenarios, safety margins, and design sensitivities for steel sheet containers. Furthermore, during the assessment procedure, several specifications about the containers, the inventory to be disposed and the required safety level have been intensely debated by authorities and applicants. Based on its experience in qualifying containers, BAM has been commissioned to identify insufficiently specified aspects in the waste acceptance criteria and to propose clearer definitions with regard to the secondary regulations in the planning approval notice. This paper focuses on aspects of the contribution of BAM in certifying KONRAD waste containers. This will include the current state of design testing procedures, evaluation methods that are available or are being developed and the main topics within the KONRAD requirements being actually specified by BAM. T2 - ICEM 2013 - 15th International Conference on environmental remediation and radioactive waste management CY - Brussels, Belgium DA - 08.09.2013 PY - 2013 IS - ICEM2013-96258 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-29468 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völzke, Holger A1 - Wolff, Dietmar A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Botsch, W. A1 - Drotleff, H.-W. A1 - Hinterding, P. A1 - Smalian, S. T1 - Safety aspects of dry spent fuel storage and spent fuel management N2 - Dry storage Systems are characterized by passive and inherent safety systems ensuring safety even in case of severe incidents or accidents. After the events of Fukushima, the advantages of such passive and inherently safe dry storage systems have become more and more obvious. In Germany dry storage of spent nuclear fuel (SNF) and high level wastes (HLW) in dual purpose casks fulfills both transport and storage requirements. Basic safety requirements consider safe enclosure of the radioactive materials under normal operation and accident conditions, safe decay heat removal, subcriticality and shielding. Mostly, storage facilities are designed as concrete buildings above the ground, but due to regional constraints, one storage facility has also been built as a rock tunnel. The decay heat is always removed by natural air flow; further technical equipment is not needed. Safe enclosure, subcriticality and shielding are mainly guaranteed by massive thick-walled metal casks. TÜV NORD Nuclear and BAM present their long experience concerning the licensing process for sites and casks and inform about spent fuel management and issues concerning dry storage of spent fuel and high level waste. T2 - ENC 2012 - European Nuclear Conference CY - Manchester, UK DA - 10.12.2012 KW - Spent nuclear fuel (SNF) KW - High level waste (HLW) KW - Dry storage systems KW - Safety assessment PY - 2012 SN - 978-92-95064-14-0 SP - 1 EP - 5 PB - European Nuclear Society CY - Brussels, Belgium AN - OPUS4-27557 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eisenacher, Germar A1 - Scheidemann, Robert A1 - Neumann, Martin A1 - Sterthaus, Jens A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger T1 - Stauchversuche mit querdehnungsbehinderten Fichtenholzproben verschiedener Faserorientierungen bei veränderlicher Dehnrate T1 - Compression tests with laterally constrained spruce specimens with varying fiber orientations and loading rates N2 - Im Zuge des Forschungsvorhabens ENREA (Entwicklung rechnerischer Analysemethoden für stoßdämpfende Strukturen beim Anprall oder Absturz von Abfallgebinden) führt die BAM systematische Untersuchungen an stoßdämpfenden Werkstoffen, unter anderem an Fichtenholz, durch. Zweck der mit diesen Untersuchungen erzeugten Datenbasis ist die Erstellung und Parametrierung eines Finite-Elemente- (FE-) Materialmodells, das die Modellierung holzgefüllter stoßdämpfender Bauteile von Transportbehältern für radioaktive Stoffe in der FE-Simulation ermöglichen soll. Anhand von Ergebnissen aus der ersten Versuchsphase werden der Einfluss der Dehnrate und der Faserorientierung auf das Kraft-Verformungs-Verhalten von Fichtenholz diskutiert. Anschließend wird die rechnerische Modellierung von Fichtenholz diskutiert und die Anforderungen an ein Materialmodell werden erläutert. N2 - In the course of research project ENREA (development of numerical methods for analyzing impact limiters subjected to impact or drop scenarios), BAM is systematically investigating impact limiting materials, e. g. spruce wood. Goal of these investigations is to establish and parameterize a finite element (FE) material model which enables the modeling of wood filled impact limiting devices of transport casks for radioactive materials. Using results of the first test stage, the effect of loading rate and fiber orientation on the force-deflection characteristics of spruce wood will be presented. Following, computational modeling of spruce wood including requirements for a material model will be discussed. T2 - KONTEC 2011 - 10. Internationales Symposium "Konditionierung radioaktiver Betriebs- und Stilllegungsabfälle" CY - Dresden, Germany DA - 06.04.2011 PY - 2011 N1 - Sprachen: Deutsch/Englisch - Languages: German/English SP - 465 EP - 478 AN - OPUS4-23684 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jaunich, Matthias A1 - Hagenow, Peter A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Kömmling, Anja A1 - Noack, Volker A1 - Völzke, Holger A1 - Wolff, Dietmar T1 - Requirements for the use of elastomer seals in casks for final disposal of low and intermediate level waste N2 - Elastomer seals are widely used as barrier seals in containers for low and intermediate level radioactive waste and in some countries for spent fuel transportation casks. Depending on the area of use, the rubber materials have to demonstrate proper sealing performance with regard to mechanical, thermal and environmental conditions as well as irradiation during the entire operation period. In Germany the low and intermediate level radioactive waste is planned to be disposed in the Konrad repository in standardized containers. Many of these containers use an elastomer seal between lid and container body. Depending on the radiactive inventory and a possible containment of the waste in inner barrels and/or concrete structures, such containers may require a specific leak tightness. In such cases, specified leakage rates are shall not be exceeded by the the seals to keep potential activity releases from the inventories well below defined limits. Generally, all waste containers have to fulfill the waste acceptance criteria for the Konrad repository as defined by the reports BfS SE-IB-29/08 and SE-IB-30/08. From these criteria several requirements for seal performance are derived. The seals have to: - ensure full functionality until final container disposal, - maintain its function in case of a thermal or mechanical accident, - ensure encapsulation also at -20 °C. This combination of requirements is challenging especially as a seal exchange, which is typical for many other applications, is hardly possible and thus a sound understanding of how to perform safety evaluation of containers is required. Therefore BAM has initiated investigations on elastomer seal behaviour. This work focuses on low temperature behaviour and sealing performance concerning static conditions as well as partial loss of compression and ageing of elastomer seals. Concerning ageing, property changes caused by long-term thermooxidative conditions as well as gamma irradiation are investigated. This contribution presents an overview and explanation of the aims of the ongoing research and gives an update of the most relevant results. T2 - 13th Internationales Symposium "Konditionierung radioaktiver Betriebs- und Stillegungsabfälle CY - Dresden, Germany DA - 22.03.2017 KW - Disposal KW - Konrad repository KW - Seal PY - 2017 SP - 595 EP - 601 AN - OPUS4-39870 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Protz, Christian A1 - Völzke, Holger A1 - Ellouz, Manel A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Zencker, Uwe A1 - Grünewald, Heike A1 - Gründer, Klaus-Peter T1 - ConDrop - Development of numerical simulation approaches for drop test analyses of steel sheet containers N2 - According to disposal requirements, containers for radioactive waste have to withstand drop tests at defined conditions corresponding to the considered package category. Alternatively to prototype drop tests, numerical methods can be applied, if they are suitable and sufficiently verified. In this context BAM (Federal Institute for Materials Research and Testing) started the research project ConDrop to develop a reliable Finite Element (FE) model describing the mechanical behavior of a box shaped steel container during a drop test and to determine unfavorable scenarios within future safety assessment procedures of comparable steel sheet containers. In a first step, a FE model of a representative steel sheet container was developed. Flat bottom-side drop tests with the unloaded container from different heights onto an IAEA target were simulated. In order to verify the numerical calculations, two drop tests with an unloaded KONRAD Type V steel sheet container were carried out at the BAM drop test facility. Both drop tests (flat drop from heights 0.4 m and 5 m onto the unyielding IAEA target) had been documented by various extensive measurements: strain and deceleration measurement by means of strain gauges and accelerometers, high-speed video as well as optical 3D-measurements using the method of projected fringes in combination with close range photogrammetry. The measured strain and deceleration values are presented and compared with the calculated results. T2 - 53rd INMM Annual meeting CY - Orlando, FL, USA DA - 15.07.2012 KW - INMM 53rd annual meeeting PY - 2012 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-26417 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Scheidemann, Robert A1 - Zencker, Uwe A1 - Wolff, Dietmar T1 - Experimental and numerical studies of shock absorbing materials for containers for radioactive waste N2 - Safety assessments of Containers for Transport and storage of radioactive materials involvedrop scenarios prescribed in the regulations of the International Atomic Energy Agency - IAEA or potential accidents that might occur in a specific nuclear facility. Hereby, the design of impact limiters and foundation properties of the handling Region have a major effect on the mechanical loading of the cask and lid System. Reliable numerical simulations, which very often constitute a relevant part of such safety proofs, require systematic information About the energy absorption potential of the respectiye materials and its implementation in FEM (finite element) programs. However, when performing drop tests, BAM (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Federal Institute for Materials Research and Testing) identified significant differences between numerical and experimental results, which most likely result from numerical methods that do not sufficiently reproduce the behaviour of impact limiting structures. Particularly concerned are Container impact limiter made of wood or Polyurethane foam as well as damping concrete bricks, which are embedded in foundations of German interim storages. PY - 2012 SN - 1431-5254 VL - 57 IS - 6 SP - 397 EP - 401 PB - Inforum CY - Berlin AN - OPUS4-26261 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Scheidemann, Robert A1 - Zencker, Uwe T1 - Numerical and experimental investigations of polyurethane foam for use as cask impact limiter in accidental drop scenarios N2 - Rigid, closed-cell polyurethane foams are frequently used as cask impact limiters in nuclear materials and hazardous waste transport due to their high energy-absorption potential. When assessing the cask integrity in accidental scenarios based on numerical simulations, a description of the foam damping properties is required for different strain rates and for a wide temperature ränge with respect to waste heat generation in conjunction with critical operating and environmental conditions. Implementation and adaption of a respective finite element material model strongly relies on an appropriate experimental data base. Even though extensive impact experiments were conducted e.g. in Sandia National Laboratories, Savannah River National Laboratory and by Rolls Royce plc, not all relevant factors were taken into account. Hence, BAM who is in Charge of the mechanical evaluation of such packages within the approval procedure in Germany, incorporated systematic test series into a comprehensive research project aimed to develop numerical methods for a couple of damping materials. In a first step, displacement driven compression tests have beenperformed on confined, cubic specimens at five loading rates ranging from 0.02 mm/s to 3 m/s attemperatures between +90°C and -40°C. Materials include two differentPolyurethane foam types called FR3718 and FR3730 having densities of 280 kg/m3 and 488 kg/m3 from the product line-up of General Plastics Manufacturing Company. Their data was used to adapt an advanced plasticity model allowing for reliably simulating cellular materials under multi-axial compression States, Therefore, an automated parameter identification procedure had been established by combining an artificial neural network with local optimization techniques. Currently, the selected numerical material input values are validated and optimized by means of more complex loading configurations with the prospect of establishing methods applicable to impact limiters under severe accidental conditions. The reference data base is provided by experiments, where weights between 212 kg and 1200 kg have been dropped from heights between 1.25 m and 7 m on confined 10 cm cubic foam specimens. By presenting the deviations between experimental values and the corresponding Output of finite element simulations, the Potentials and restrictions of the resulting models are highlighted. T2 - WM2012 - Waste management conference CY - Phoenix, AZ, USA DA - 26.02.2012 KW - Plasticity KW - Finite elements KW - Material models KW - Rate dependency KW - Temperature dependency KW - Compression tests KW - Drop tests KW - Parameter identification PY - 2012 SN - 978-0-9836186-1-4 N1 - Serientitel: WM Symposia – Series title: WM Symposia IS - Paper 12099 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-26270 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -