Integration of new experiments into the reflood map

The reflood map, developed in the last decade, was designed as a tool to focus on preventive and mitigative measures to prevent severe core damage scenarios and to identify research areas. In the meanwhile, additional experiments were performed and their data are available, so that an update seems necessary. For homogeneous particulate debris configurations, several experimental programs shed light on coolability. For the transition from in-core early phase to in-core late phase i.e. the loss of the rod like geometry, experimental database is still rather scarce due to the difficulty to describe the state of the core components and the fluid adequately. According to the new insight, an update of the database and the reflood map is discussed, also with respect to assess available grace times

Analytical pre-test support of boil-down test QUENCH-11

Analytische Unterstützung zur Vorbereitung des Ausdampf-Versuchs QUENCH-11 Im QUENCH-Vorhaben des Forschungszentrums Karlsruhe soll das Fluten eines teilweise zerstörten Kerns untersucht werden. Der zweite LACOMERA Versuch Q-L2 (QUENCH-11) beginnt mit einer Ausdampfphase des Bündels, bis der Wasserspiegel das untere Bündel¬ende erreicht hat. Ein derartiger Versuch wurde bislang noch nicht in der QUENCH-Anlage durchgeführt, so dass mit SCDAP/RELAP5 mod3.2.irs eine Machbarkeitsstudie erforderlich war. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Zusatzheizung im unteren Plenum notwendig ist, um den Wasserstand und die Verdampfungsrate (Dampfmassenstrom in der Ausdampfphase) unabhängig von der angestrebten Maximaltemperatur im Bündel zu regeln. Für eine verläss¬liche Versuchsplanung sowie zur Erstellung der Energiebilanz muss die Zusatzheizung in¬nerhalb des unteren Plenums unterhalb der Wasseroberfläche installiert werden, damit die Heizleistung vollständig in das Wasser eingekoppelt wird. Um die Verdampfungsrate über längere Zeit aufrecht zu erhalten, muss zusätzlich Wasser in das untere Plenum eingespeist werden. Anhand dieser Rechnungen wird der Testablauf im Detail diskutiert. Eine entsprechende Studie zeigte die Durchführbarkeit eines solchen Ausdampftests und war die Grundlage für die oben erwähnten Änderungen in der Anlage und der Versuchs-Durchführung gegenüber früheren Tests. Eine Reihe von Vorversuche wurde durchgeführt, um die Brauchbarkeit der Änderungen an der Anlage und der geplanten Versuchsführung zu prüfen und um Daten für das thermohydraulische Verhalten der Anlage zu bekommen, an denen die Code-Modelle für die Voraus- und Nachrechnungen von QUENCH-11 getestet werden können. Im Anschluss an die Vorversuche wurden wie bei früheren QUENCH-Tests detaillierte Vorausrechnungen mit verschiedenen Codes zu Versuchsablauf und -steuerung durchgeführt. Drei Forschungs¬einrichtungen in der EU waren beteiligt. Die berechneten Ergebnisse reagieren empfindlich auf Änderungen der Versuchsparameter wie das anfängliche axiale Temperaturprofil und die eingespeiste elektrische Leistung, wie es auch für die untersuchten physikalischen Bedin¬gungen im Versuch erwartet werden kann

SARNET benchmark on QUENCH-11. Final report

In den QUENCH-Versuchen wird der Wasserstoffquellterm bei der Einspeisung von Notkühlwasser in einen trockenen, überhitzten Reaktorkern eines Leichtwasserreaktors untersucht. Ferner wird in den Versuchen das Verhalten von überhitzten Brennelementen unter verschiedenen Flutbedingungen untersucht, eine Datenbasis zur Modellentwicklung und eine Weiterentwicklung von Rechenprogrammen zu Schweren Störfällen (engl. SFD – Severe Fuel Damage) erstellt. Der Ausdampf-Versuch QUENCH-11 wurde am 8. Dezember 2005 durchgeführt. Es war das zweite Experiment im Rahmen des EU-geförderten LACOMERA-Programms. Es sollte einen Kühlmittelpumpenausfall während eines Kühlmittelverluststörfalls (hier ein sog. Small Break LOCA) oder einer plötzlichen Stromabschaltung (eng. „station blackout“) mit einer späten Druckentlastung des Primärsystems simulieren. Verbunden mit dem Unfallszenario ist das Ausdampfen eines teilgefüllten Reaktorkerns bzw. des Versuchsbündels. Das Ziel war die Untersuchung des Bündelverhaltens während des Ausdampfens und des nachfolgenden Abschreckens mit reduzierter Wassereinspeiserate. Es war das erste Experiment, in dem der gesamte Unfallablauf von der Ausdampfphase bis zur verzögerten Flutung des Bündels bei einer geringen Wasser-Einspeiserate untersucht werden sollte. Das Ausmaß der Wechselwirkungen von Thermalhydraulik und Materialien war in dem Experiment ausgeprägter als in früheren QUENCH-Versuchen. Das Experiment wurde von INRNE Sofia (Bulgarische Akademie der Wissenschaften) vorgeschlagen und zusammen mit dem Forschungszentrum Karlsruhe definiert. Nach dem Experiment wurde entschieden, die QUENCH-11-Daten für ein Rechenprogramm-Benchmark, bei dem die Rechenergebnisse mit den experimentellen Daten verglichen werden, im Rahmen des Europäischen Exzellenz-Netzwerks SARNET anzubieten, um die Zuverlässigkeit der Rechnungen für die verschiedenen Phasen von Unfall bzw. Experiment zu überprüfen. Die eingesetzten SFD-Rechenprogramme waren ASTEC, ATHLET-CD, ICARE-CATHARE, MELCOR, RATEG/SVECHA, RELAP/SCDAPSIM, und SCDAP/RELAP5. Die Koordination für den Vergleich übernahm INRNE. Als Grundlage für den Vergleich dienten die zeitlichen Verläufe von Temperaturen, Wasserstofferzeugung und anderer wichtiger Daten. Außerdem wurden Axialprofile, in erster Linie die der Temperatur zum Zeitpunkt des Flutbeginns und des Endstadiums, d. h. bei der Testzeit von 7000 s, verglichen. Für die meisten Rechenergebnisse kann ein gemeinsamer Trendverlauf angegeben werden. Größere Unterschiede zeigen die Ergebnisse für die Wasserstofferzeugung und die zugehörige Oxidschichtdicke. Der Grad der Übereinstimmung zwischen Rechnung und Experiment wird von den Schwachstellen der Rechnung und des Experiments gleichermaßen mitbestimmt. SFD-Rechenprogramme sind zur Analyse von typischen Kernreaktorunfällen entwickelt worden. Einzelne Besonderheiten der experimentellen Anordnung integraler Experimente (wie auch QUENCH-11) sind bedingt durch das Vorhandensein von Dampfführungsrohr (Shroud) und Elektrodenmaterial für die elektrische Stabheizung nicht reaktortypisch und können daher nicht in der gewünschten Einzelheit im Rechenprogramm nachgebildet werden. Hinzu kommen Effekte durch den Anwender. Da jedoch die Bandbreite der wesentlichen Rechenergebnisse einschließlich der Wasserstofferzeugung nicht extrem groß ist, kann das Ergebnis des SFD-Rechenprogramm-Benchmarks insgesamt als positiv bewertet werden. Ein Vergleich mit anderen Experimenten zeigt einen weiteren Bedarf an Verbesserungen besonders im Hinblick auf die Oxidation stark zerstörter Bündelstrukturen während des Flutens. Zusätzlich erwies sich das Rechenprogramm-Benchmark für einige Programmanwender als wertvoll, um sich mit den physikalischen Problematiken und der Anwendung von großen SFD-Rechenprogrammen vertraut zu machen. Es dient dem Erfahrungsaustausch mit jüngeren Wissenschaftlern und Ingenieuren und der Aufrechterhaltung des Standards der nuklearen Sicherheit

e+e--pair production in Pb-Au collisions at 158 GeV per nucleon

We present the combined results on electron-pair production in 158 GeV/n {Pb-Au} ($\sqrt{s}$= 17.2 GeV) collisions taken at the CERN SPS in 1995 and 1996, and give a detailed account of the data analysis. The enhancement over the reference of neutral meson decays amounts to a factor of 2.31$\pm0.19 (stat.)\pm0.55 (syst.)\pm0.69 (decays)$ for semi-central collisions (28% $\sigma/\sigma_{geo}$) when yields are integrated over $m>$ 200 MeV/$c^2$ in invariant mass. The measured yield, its stronger-than-linear scaling with $N_{ch}$, and the dominance of low pair $p_t$ strongly suggest an interpretation as {\it thermal radiation} from pion annihilation in the hadronic fireball. The shape of the excess centring at $m\approx$ 500 MeV/$c^2$, however, cannot be described without strong medium modifications of the $\rho$ meson. The results are put into perspective by comparison to predictions from Brown-Rho scaling governed by chiral symmetry restoration, and from the spectral-function many-body treatment in which the approach to the phase boundary is less explicit.Comment: 39 pages, 40 figures, to appear in Eur.Phys.J.C. (2005

Semi-Hard Scattering Unraveled from Collective Dynamics by Two-Pion Azimuthal Correlations in 158 A GeV/c Pb + Au Collisions

Elliptic flow and two-particle azimuthal correlations of charged hadrons and high-$p_T$ pions ($p_T>$ 1 GeV/$c$) have been measured close to mid-rapidity in 158A GeV/$c$ Pb+Au collisions by the CERES experiment. Elliptic flow ($v_2$) rises linearly with $p_T$ to a value of about 10% at 2 GeV/$c$. Beyond $p_T\approx$ 1.5 GeV/$c$, the slope decreases considerably, possibly indicating a saturation of $v_2$ at high $p_T$. Two-pion azimuthal anisotropies for $p_T>$ 1.2 GeV/$c$ exceed the elliptic flow values by about 60% in mid-central collisions. These non-flow contributions are attributed to near-side and back-to-back jet-like correlations, the latter exhibiting centrality dependent broadening.Comment: Submitted to Phys. Rev. Letters, 4 pages, 5 figure

Recent results from Pb-Au collisions at 158 GeV/c per nucleon obtained with the CERES spectrometer

During the 1996 lead run time, CERES has accumulated 42 million events, corresponding to a factor of 5 more statistics than in 1995 and 2.5 million events of a special photon-run. We report on the results of the low-mass e$^+$e$^-$-pair analysis. Since the most critical item is the poor signal-to-background ratio we also discuss the understanding of this background, in absolute terms, with the help of a detailed Monte Carlo simulation. We show preliminary results of the photon analysis and summarize the results of the hadron analysis preliminarily reported on already at QM'97Comment: 10 pages, 9 figures, Proceedings of the XIV Int. Conf. on Nucleus-Nucleus Collisions,Quark Matter 99, Torino, Italy, May 10 - 15, 199

Abnormal cortical responses to somatosensory stimulation in medication-overuse headache

BACKGROUND: Medication-overuse headache (MOH) is a frequent, disabling disorder. Despite a controversial pathophysiology convincing evidence attributes a pivotal role to central sensitization. Most patients with MOH initially have episodic migraine without aura (MOA) characterized interictally by an absent amplitude decrease in cortical evoked potentials to repetitive stimuli (habituation deficit), despite a normal initial amplitude (lack of sensitization). Whether central sensitization alters this electrophysiological profile is unknown. We therefore sought differences in somatosensory evoked potential (SEP) sensitization and habituation in patients with MOH and episodic MOA. METHODS: We recorded median-nerve SEPs (3 blocks of 100 sweeps) in 29 patients with MOH, 64 with MOA and 42 controls. Episodic migraineurs were studied during and between attacks. We measured N20-P25 amplitudes from 3 blocks of 100 sweeps, and assessed sensitization from block 1 amplitude, and habituation from amplitude changes between the 3 sequential blocks. RESULTS: In episodic migraineurs, interictal SEP amplitudes were normal in block 1, but thereafter failed to habituate. Ictal SEP amplitudes increased in block 1, then habituated normally. Patients with MOH had larger-amplitude block 1 SEPs than controls, and also lacked SEP habituation. SEP amplitudes were smaller in triptan overusers than in patients overusing nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) or both medications combined, lowest in patients with the longest migraine history, and highest in those with the longest-lasting headache chronification. CONCLUSIONS: In patients with MOH, especially those overusing NSAIDs, the somatosensory cortex becomes increasingly sensitized. Sensory sensitization might add to the behavioral sensitization that favors compulsive drug intake, and may reflect drug-induced changes in central serotoninergic transmission

The Actin Binding Domain of βI-Spectrin Regulates the Morphological and Functional Dynamics of Dendritic Spines

Actin microfilaments regulate the size, shape and mobility of dendritic spines and are in turn regulated by actin binding proteins and small GTPases. The βI isoform of spectrin, a protein that links the actin cytoskeleton to membrane proteins, is present in spines. To understand its function, we expressed its actin-binding domain (ABD) in CA1 pyramidal neurons in hippocampal slice cultures. The ABD of βI-spectrin bundled actin in principal dendrites and was concentrated in dendritic spines, where it significantly increased the size of the spine head. These effects were not observed after expression of homologous ABDs of utrophin, dystrophin, and α-actinin. Treatment of slice cultures with latrunculin-B significantly decreased spine head size and decreased actin-GFP fluorescence in cells expressing the ABD of α-actinin, but not the ABD of βI-spectrin, suggesting that its presence inhibits actin depolymerization. We also observed an increase in the area of GFP-tagged PSD-95 in the spine head and an increase in the amplitude of mEPSCs at spines expressing the ABD of βI-spectrin. The effects of the βI-spectrin ABD on spine size and mEPSC amplitude were mimicked by expressing wild-type Rac3, a small GTPase that co-immunoprecipitates specifically with βI-spectrin in extracts of cultured cortical neurons. Spine size was normal in cells co-expressing a dominant negative Rac3 construct with the βI-spectrin ABD. We suggest that βI-spectrin is a synaptic protein that can modulate both the morphological and functional dynamics of dendritic spines, perhaps via interaction with actin and Rac3