Atmosphärisches Radionuklid-Transport-Modell (ARTM)

Grundlagen

Im Rahmen einer fachlichen Überarbeitung und der Aktualisierung der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zu § 47 Strahlenschutzverordnung (AVV) und der Störfallberechnungsgrundlagen zu § 49 Strahlenschutzverordnung (SBG) gibt es Überlegungen, das derzeit eingesetzte Gauß-Fahnenmodell durch das im Rahmen der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft ("TA Luft") vom 24. Juli 2002 eingesetzte fortschrittliche Lagrangesche Partikelmodell zu ersetzen. Hierzu wurde das für die Ausbreitung konventioneller Luftbeimengungen konzipierte Programmpaket AUSTAL2000 für die Ausbreitung luftgetragener radioaktiver Stoffe angepasst und weiterentwickelt (ARTM, Atmosphärisches Radionuklid-Transport-Modell): In ARTM wurden unter anderem Algorithmen zur Berücksichtigung der Gammawolkenstrahlung (Gammasubmersion) sowie der nassen Deposition entwickelt und in den bestehenden Quellcode der aktuellen Version von AUSTAL2000 implementiert. Des Weiteren wurden Schnittstellen zu den bestehenden Berechungsgrundlagen SBG und AVV realisiert, das heißt, Dosisberechnungen wurden nicht einbezogen; vielmehr endet die Ausbreitungsrechnung mit der Schnittstelle zum Dosisteil der Berechnungsgrundlagen.
Dies ermöglicht auch die Dosisberechnung nach anderen Dosismodellen außerhalb der Berechnungsgrundlagen.

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens erfolgte die Festlegung von Modellannahmen, technischen Randbedingungen und Modellparametern, die Umsetzung in das Computerprogramm ARTM, die Verifizierung und Validierung sowie eine umfangreiche Testphase mit Beteiligung vieler Anwender aus verschiedenen Institutionen.

Berechnete Luftaktivität - jährliche Ableitung
Berechnete Luftaktivität - 24-stündige Ableitung
Abb. 1: Mit ARTM berechnete mittlere bodennahe Luftaktivität bei einer konstanten jährlichen Ableitung von 1 Bq/s Cs-137 in Emissionshöhe 160 m
(eine größere Karte erhalten Sie durch Anklicken der Grafik)
Abb. 2: Mit ARTM berechnete mittlere bodennahe Luftaktivität bei einer konstanten 24-stündigen Ableitung von 1 Bq/s Cs-137 in Bodennähe
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Leistungsumfang

Das auf der TA Luft und dem Programmpaket AUSTAL2000 aufbauende Programmsystem ARTM zur Berechnung der Ausbreitung und der Deposition freigesetzter luftgetragener radioaktiver Stoffe repräsentiert den Stand von Wissenschaft und Technik. Eine einheitliche Vorgehensweise bei konventionellen (AUSTAL2000) und radiologischen (ARTM) Anwendungen bietet eine hohe Rechtssicherheit für den Anwender. Die Simulation der atmosphärischen Ausbreitung und Deposition mit einem fortschrittlichen Lagrangeschen Partikelmodell (in Kombination mit einem Strömungsmodell und einer Turbulenzparameterisierung) für genehmigungsrechtliche Anwendungen gewährleistet gegenüber dem bisher verwendeten klassischen Gauß-Fahnenmodell eine flexiblere und realitätsnähere Modellierung.

Dosismodul DARTM

Das im Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) entwickelte Dosismodul DARTM berechnet aufbauend auf den Ergebnissen eines ARTM-Laufes die Strahlenexposition. DARTM wird in der ersten Hälfte des Jahres 2012 allgemein verfügbar sein.

Download

Seit Februar 2010 wird die ARTM-Software in einem Forschungsprojekt von der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) weiterentwickelt. Die aktuelle Version kann hier heruntergeladen werden:

ARTM-Software