SA von S. Wagner, 2004

Titel

Zuverlässigkeitsanalyse einer Schlitzblende zur Protonenstrahlführung
(SemA: D-MAVT)

Betreuung

R. Mock, Prof. W. Kröger

Abgabe

April 2004

Abstract

Am Paul Scherrer Institut in Villigen wird eine Protonenbeschleunigeranlage betrieben. Teil dieser Anlage ist eine Neutronenquelle, in welcher durch Kollision von Protonen mit einem Metallstab Neutronen erzeugt werden. Im Rahmen eines international abgestützten Projekts soll der feste Metallstab durch Flüssigmetall ersetzt werden. Damit verbunden ist ein zusätzliches Gefahrenpotential bei einem allfälligen Störfall. Die bestehenden Sicherheitseinrichtungen werden daher mit einem weiteren Sicherheitssystem ergänzt.

Für dieses zusätzliche Sicherheitssystem wurde eine Zuverlässigkeitsanalyse durchgeführt. Ziel dieser ersten Analyse war es, die Verfügbarkeit des Systems abzuschätzen. Die Modellbildung basierte auf Markoff-Prozessen. Zur Auswertung des erarbeiteten Modells wurde die Software CARMS beigezogen.

Die für die Auswertung des Modells benötigten Übergangsraten (Ausfall- und Instandsetzungsraten) wurden grob abgeschätzt. Aufgrund von Expertenmeinungen und generischen Daten liess sich ein Wertebereich für die Übergangsraten festlegen. Dieser Wertebereich ging in die numerische Auswertung ein.

Aufgrund der vorliegenden ersten Auswertungsergebnisse kann dem zusätzlichen Sicherheitssystem eine hohe Zuverlässigkeit attestiert werden. Es zeigte sich aber, dass die Ausfallraten der wesentliche Einflussfaktor betreffend Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Systems sind. Für eine genauere Quantifizierung dieser beiden Grössen müsste daher eine umfangreiche Datenrecherche zu den Ausfallraten durchgeführt werden. Das erarbeitete Modell und mehrere Modellvarianten stellen eine solide Ausganglage für weiterführende Untersuchungen dar.