CAISE: Umgebungsüberwachung von kerntechnischen Anlagen
CAISE ist das System zur Online-Umgebungsüberwachung kerntechnischer Anlagen auf Basis meteorologischer und radiologischer Meßwerte entsprechend REI (Richtlinie zur Emissions- und Immissionsüberwachung kerntechnischer Anlagen).

CAISE unterstützt Sie in erster Linie bei Routinearbeiten in den Bereichen der Umgebungsüberwachung und des Strahlenschutzes. Darüber hinaus dient es als Echtzeit-Entscheidungshilfe bei außergewöhnlichen Ereignissen, wie z.B. bei erhöhten Emissionen. CAISE ist aber auch ein effektives Schulungsinstrument und fungiert als Simulator für Übungen.

Mit CAISE erzielen Sie im Normalbetrieb eine deutlich bessere Qualität der Arbeitsergebnisse – bei gleichzeitiger Kostensenkung und Arbeitserleichterung. CAISE ist einfach zu bedienen und unterstützt Sie zuverlässig und effektiv.

Im Normalbetrieb überwachen Sie mit CAISE die Umgebung einer kerntechnischen Anlage. Hierfür verwendet das System meteorologische und radiologische Online-Meßdaten sowie radiologische Offline-Werte. Die Abgabewerte für Edelgase, Jod und Aerosole werden online erfaßt. Zusätzlich werden Filterproben ausgewertet. Die daraus resultierenden bilanzierten Abgabewerte für Jod und Aerosole sowie die Nuklidzusammensetzungen geben Sie manuell ein. Die Daten werden gespeichert, archiviert, gesichert und fließen in die umfangreiche Auswertung ein. In relationalen Datenbanken werden meteorologische und radiologische Meßwerte über mehrere Jahre gespeichert und stehen Ihnen jederzeit für Auswertungen zur Verfügung.

Bei der Auswertung meteorologischer Daten werden zunächst aus den automatisch erfaßten Messungen je nach Instrumentierung Zeitmittelwerte gebildet. Nach Regel 1508 des Kerntechnischen Ausschusses (KTA) erstellt CAISE dann für Sie eine vierdimensionale Wetterstatistik aus vier Niederschlagsstufen, sechs Diffusionsklassen, zehn Windgeschwindigkeitsstufen und zwölf Richtungssektoren. Diese Statistik wird insbesondere zur Langzeit-Ausbreitungs-rechnung verwendet. Den Zeitraum für die mehrparametrigen Wetterstatistiken, die Windrose sowie die Höhenprofile können Sie frei wählen.

Im Normalbetrieb vergleicht CAISE permanent die berechneten Aktivitätsabgaben mit den Grenzwerten. Wird ein Grenzwert überschritten, löst CAISE einen Alarm aus und startet die automatische Störfallrechnung. Für den bestimmungsgemäßen Betrieb werden die Ausbreitungs- und Dosisberechnungen gemäß der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift (AVV) zu § 45 der Strahlenschutzverordnung durchgeführt. CAISE berechnet sowohl permanente Kurzzeit-Ausbreitungsfaktoren auf Basis der automatisch erfaßten Zeitmittelwerte als auch Kurzzeit- und Langzeit-Ausbreitungsfaktoren für frei wählbare Zeiträume. Als Ergebnis der Ausbreitungsrechnungen erhalten Sie Dosisverteilungen in der Umgebung der Anlage. CAISE berechnet die Dosisbelastungen für ein definiertes Aufpunktraster für folgende fünf Expositionspfade:

  • Exposition durch Betastrahlung innerhalb der Abluftfahne (Betasubmersion)

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  • Exposition durch Gammastrahlung aus der Abluftfahne (Gammasubmersion)

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  • Exposition durch Gammastrahlung der am Boden abgelagerten radioaktiven Stoffe (Bodenstrahlung)

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  • Exposition durch Aufnahme radioaktiver Stoffe mit der Atemluft (Inhalation)

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  • Exposition durch Aufnahme radioaktiver Stoffe beim Verzehr von Lebensmitteln (Ingestion) für mehrere Expositionspfade.
Entsprechend der AVV werden für alle Aufpunkte die entsprechenden Ergebnisse in Tabellen ausgegeben.

Bei erhöhten Emissionen (Stör- und Unfälle) verwendet CAISE für die Ausbreitungsrechnungen ein Gauß-Wolken-Modell. Dieses Modell berechnet die Ist-Situation der Strahlenbelastung in Intervallen von zehn Minuten. Für jedes 10-Minuten-Intervall verwertet CAISE Freisetzungsmengen, Nuklidgemische und meteorologische Größen als Eingangsdaten. Im Anschluß an eine Diagnose des Ist-Zustandes können Sie jederzeit eine Prognose der zu erwartenden Dosisbelastung für einen frei wählbaren Zeitraum durchführen. Für die Prognoserechnung verwendet CAISE jeweils das Nuklidgemisch der zuletzt in das System eingegeben Emissionsprobenmessung. Für die diagnostischen Echtzeitberechnungen sind nicht immer alle erforderlichen Daten online vorhanden. Um die einzelnen Expositionspfade bei der Dosisberechnung genauer zu bestimmen, berücksichtigt CAISE auch zeitlich unregelmäßig anfallende Emissionsmeßwerte:

  • Alle zehn Minuten startet CAISE automatisch eine Dosisberechnung. Hierfür werden die aktuellen meteorologischen Größen und die online erfaßten Edelgas-Freisetzungsmengen verwendet. Jod- und Aerosol-Freisetzungsraten werden zunächst auf Null oder die online verfügbaren Meßwerte gesetzt. Für die Nuklidzusammensetzung verwendet CAISE die zuletzt in das System eingegebene Verteilung.

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  • Sind die nuklidspezifischen Aktivitätskonzentrationen der ersten Emissionsprobenmessungen für Jod und Aerosole bekannt, werden sie manuell in das System eingegeben.

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  • Die Rechnung wird automatisch auf den Beginn des Störfalls zurückgesetzt und alle bisherigen Dosisberechnungen werden unter Berücksichtigung der Jod- und Aerosol-Emissionsprobenmessungen wiederholt.

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  • Liegt die Nuklidzusammensetzung der ersten Edelgas-Emissionsprobenmessung vor, wird analog Schritt 3 verfahren. Schritt 3 und 4 können auch in umgekehrter Reihenfolge auftreten.

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  • Mit den Ergebnisse der nächsten Jod- und Aerosol-Emissionsproben-messungen bzw. Edelgas-Emissionsprobenmessungen wird die Dosisberechnung zu Ende der entsprechenden letzten Emissionsprobenmessung neu aufgesetzt und wiederholt. Dieser Schritt wird solange wiederholt, bis Sie den Störfall manuell beenden.
  • Um Ihnen besonders unter Störfallbedingungen die notwendige Sicherheit zu geben, können Sie mit CAISE Störfall-Simulationsrechnungen durchführen. Der Ablauf entspricht weitgehend dem Ablauf im Ereignisfall. Zur Simulation verwendet CAISE die aktuellen meteorologischen Online-Meßwerte. Im Gegensatz zum Ereignisfall werden jedoch während einer Simulation die Online-Meßwerte der Aktivitätsabgaben nachgebildet. Auch während der Simulation können Sie fiktive Emissionsprobenmessungen dialogorientiert eingeben. Für die Simulationsrechnungen verwendet CAISE sechs Störfallabläufe. Die aus Phase B der Deutschen Risikostudie ermittelten kumulativen Spaltproduktfreisetzungen werden mit dem Kerninventar multipliziert und gemäß Phase A zu einer zeitlichen Verteilung der Aktivitätsfreisetzung umgewandelt. Zu Beginn einer Störfallsimulation kann der vordefinierte Verlauf der Freisetzungsraten individuell skaliert werden.

    Die Ergebnisse der Auswertungen werden in Form von Tabellen und Grafiken auf standortspezifischen Umgebungskarten dargestellt bzw. ausgegeben. Für das routinemäßige Erstellen von Berichten für die Behörden steht Ihnen ein spezielles Modul zur Verfügung, das dialogorientiert entsprechende Tabellen und Berichte in der von den Behörden vorgeschriebenen Form ausgibt.

    CAISE arbeitet auf handelsüblichen PCs unter dem Betriebssystem Windows NT. Als Ausstattung eines solchen PCs genügt der heute übliche Standard. Die Systemkonfiguration von CAISE besteht aus dem eigentlichen Auswerterechner und mehreren Arbeitsplatzrechnern. Alle Rechner sind über ein lokales Netzwerk miteinander verbunden.