Uittreksels uit die verslag deur Lothar Hahn - Junie 1988

Veiligheidsprobleme en ongeluksrisiko's

Hoofstuk 6.) Veiligheidsprobleme en ongeluksrisiko's van die HTR-module en ander hoë-temperatuur reaktore

na hoofstuk 8.) Proliferasieprobleme met die HTR-lyn

Wat veiligheid betref, word gesê dat die HTR, veral die klein hoëtemperatuurreaktors HTR-Modul en HTR-100, wonderwerke is. Belanghebbende partye maak aansprake wat nie onder die loep staan ​​nie. Propagandaveldtogte oorheers die veiligheidsdebat in die openbaar, die nodige gedifferensieerde oorweging is tot dusver weggelaat.

In beginsel word dieselfde benadering deur die kernbedryf gekies wat aan die begin van die 70's in die veiligheidsdebat oor die ligwaterreaktor ingestel is. So ’n styl, waarin trivialisering en verswyging, verkeerde inligting en halwe waarhede die plek van oop gesprek inneem, word bevoordeel deur ’n ongekende isolasie van die veiligheidsdebat van die openbare spesialis-gesprek. Die samevoeging van belange en die ten minste ideale interafhanklikheid tussen die optrede van die owerhede, kundiges (bv. TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), adviesdienste (bv. Reactor Safety Commission), grootskaalse navorsingsinstellings (bv. kernnavorsingsfasiliteit) en bedryf beteken dat daar geen werklik onafhanklike moniteringsliggaam bestaan ​​nie en doeltreffende demokratiese beheer gedeaktiveer is.

Die aktiwiteit van 'n ad hoc-besprekingsgroep "Basiese veiligheidskwessies van toekomstige hoëtemperatuur-kernkragsentrales (HTR-500 / HTR-module)" wat deur die voorheen verantwoordelike Federale Minister van Binnelandse Sake (BMI) opgestel is, moet as 'n tipiese gevolg van sulke toestande. Hierdie komitee, saamgestel uit verteenwoordigers van owerhede, kundiges en die industrie, het tot 1984 sekuriteitskwessies rakende die HTR-module agter geslote deure bespreek. Die eintlike taak van hierdie onbeheerbare geheime liggaam was uiteraard om 'n gemeenskaplike strategie en interpretasie van die veiligheidskriteria te ontwikkel in afwagting van latere goedkeuringsprosedures ten einde die gladde goedkeuring van die HTR-module en die HTR-500 voor te berei.

Die tegniese agtergrond vir die beweerde veiligheidsvoordele van die HTR is gewoonlik die laer drywingsdigtheid van die reaktorkern in vergelyking met die ligtewaterreaktor, die hoër hittekapasiteit van kern- en strukturele materiale en hul hoë temperatuurweerstand. Voortbouend hierop word aangevoer dat 'n HTR goedgeaard en traag optree in die geval van 'n verkoelingsmiddelonderbreking; in die geval van insidente met mislukking van die residuele hitteverwydering, verloop die verhittingsproses so stadig dat daar nog 'n groot aantal is van intervensie- en regstellingsopsies om die voorvalbeheer te herstel. Daarbenewens is 'n kernsmelting soos in die ligwaterreaktor uitgesluit, aangesien grafiet nie smelt nie, maar by ongeveer 3500 ^o C sublimeer, dit wil sê by temperature wat in elk geval nie in klein en mediumgrootte hoëtemperatuurreaktors bereik kon word nie. Oor die algemeen word dan beweer dat by die HTR geen ongelukvolgorde moontlik is nie, as gevolg waarvan radioaktiewe vrystellings sou plaasvind, wat rampbeheermaatreëls buite die fasiliteit genoodsaak het.

So 'n argument moet as vals en twyfelagtig verwerp word omdat dit - bewustelik of onbewustelik? - omseil die werklike sekuriteitsprobleme van die HTR. Dit is deels gebaseer op 'n verkeerde en onkritiese oordrag van veiligheidsoorwegings in die ligwaterreaktor na die HTR en dus om die belangrikheid van verkoelingsfoute in die HTR te oorskat.

Soos in die geval van die ligwaterreaktor, word die gevaarpotensiaal ook bepaal deur die voorraad radioaktiewe splytingsprodukte asook deur hul natuurlike vrystellingsmeganismes.

Die totale radioaktiewe voorraad van splitsingsprodukte hang hoofsaaklik af van die termiese kapasiteit van die reaktor en minder van die tipe reaktor. Met die HTR-module is dit dus ongeveer 5% van dié van 'n ligwaterreaktor van die Biblis-klas. Gevolglik is hierdie voorraad steeds so groot (ongeveer 2 x 10¹⁹ Becquerel) dat die vrystelling van 'n persentasie van hierdie voorraad voldoende is om groot skade aan die gesondheid van die bevolking te veroorsaak. Dit is des te meer waar aangesien klein hoëtemperatuurreaktors verkieslik naby nedersettings gebou moet word.

Met betrekking tot die vrystellingsmeganismes in die HTR is dit irrelevant of kernsmelting moontlik is of nie, maar dit hang af of en wanneer die brandstofelementdeeltjies ("coated particel") en die brandstofelemente hul retensie-effek verloor^o C en daal by temperature tussen 2000 en 2500 ^o C feitlik verloor. Dit is egter presies die temperature wat in die THTR-300 en in die HTR-500 bereik word as die oorblywende hitteverwydering misluk. In die geval van 'n lekkasie in die primêre stroombaan, kan vrystellings in die omgewing voorkom, veral aangesien die THTR-300 geen insluiting het nie.

Die HTR-module is uit 'n veiligheidsoogpunt so ontwerp dat, in die geval van opwarmongelukke, die maksimum temperatuur in die brandstofsamestellings die kritieke temperatuur van 1600 oorskry as gevolg van passiewe hitte-afvoer ^oMoet nie C oorskry nie. Dit kan egter slegs onder sekere omstandighede gewaarborg word, insluitend die doeltreffendheid van passiewe hitte-afvoer en suksesvolle afskakeling. Indien die stelsels wat hiervoor benodig word nie beskikbaar is wanneer dit nodig is nie, kan ongeluksekwense ook in die HTR-module ontwikkel, waartydens die brandstofelement temperature bo 1600 ^oC verhoog. Dit beteken dat massiewe splytingprodukvrystellings uit die brandstofsamestellings ook moontlik is met die module.

Wat egter deurslaggewend is, is dat die stadiger gedrag van die HTR in die geval van 'n verkoelingsfout onder meer gekoop is met 'n maatstaf wat die potensiële oorsaak van HTR-spesifieke ongelukke is: die gebruik van grafiet as 'n moderator en strukturele materiaal. Ten spyte van voorsorgmaatreëls kan dit nie uitgesluit word dat daar groot water indringing (vanaf die sekondêre stroombaan via stoomgenerator lekkasies) en lug in die primêre stroombaan sal wees nie. As daar 'n bykomende mislukking van veiligheidstelsels is, is ernstige ongelukke met grafiet-waterreaksies en grafietbrande die gevolg. Hierdie tipe ongelukke is ook een van die risiko-oorheersende prosesse in die HTR-module.

Daarbenewens is daar 'n groot aantal ander ongeluksekwense met die HTR-module, waarvan slegs 'n paar oorsake hier genoem moet word sonder verdere bespreking:

• Eksterne invloede, bv. B. vliegtuigongeluk, ontploffings, sabotasie, oorlogsdade,
• Mislukking van passiewe komponente, bv. B. van pypleidings, drukvate, oppervlakverkoelers.

Ander invloede wat 'n direkte of indirekte negatiewe impak op die veiligheid van die HTR-module kan hê, is:

• die sekuriteitskonsep, wat afgeskaal is weens kosteredes (bv. die gebrek aan inperking),
• die (gekombineer met talle terugslae) min bedryfservaring met hoë-temperatuur reaktore,
• die (in vergelyking met die ligwaterreaktor) laer penetrasiediepte in die veiligheidsontledings,
• die gebrek aan 'n omvattende risiko-analise vir die HTR-module.

Vir die veiligheidsbeoordeling van die HTR-module moet daar ook vasgestel word - sonder om alle veiligheidsrelevante probleme aan te spreek - dat hierdie tipe slegs op papier bestaan ​​en dat sommige van die beweerde veiligheidsvoordele nie spesifiek nagegaan kan word nie. Ervaring het getoon dat 'n groot deel van die veiligheidsverwante probleme eers aan die lig kom wanneer 'n stelsel opgestel en bedryf word, soos die voorbeeld van die THTR-300 toon.

As gevolg van die gesketste veiligheidsprobleme, kan daar gestel word dat die HTR - veral in sy klein weergawe as 'n HTR-module - beduidende ontwerpkenmerke anders as z het. B. die ligtewaterreaktor het, aan die ander kant, maar ook die klein HTR het sy spesiale veiligheidsagterstande, wat tot groot ongelukke kan lei.

Bo-aan die bladsy

Hoofstuk 8.) Proliferasieprobleme met die HTR-lyn

Die vraag oor die moontlikheid om splytbare materiaal vir tegniese wapendoeleindes te gebruik, is tot dusver met die grootste sorg uit die gesprek oor die HTR gehou.

Die ondersoek na die tegniese aspekte van die verspreidingsprobleem is egter nodig as 'n mens 'n volledige prentjie van alle aspekte van die HTR-lyn wil kry. 'n Bespreking van moontlike motiewe vir 'n afwending van splytbare materiaal vir militêre doeleindes asook die moontlikhede en beperkings van die monitering van die splytbare materiaalvloei sal hier afgesien word. Hiervoor word verwys na ander publikasies; op hierdie stadium behoort dit net oor tegniese kwessies te gaan.

Met betrekking tot die verspreidingsprobleme van 'n reaktorlyn, moet die volgende vrae vanuit 'n tegniese oogpunt gevra word:

• By watter stasies waardeur die brandstof gaan, is splytbare materiaal in 'n vorm wat direk geskik is vir wapens, dit wil sê as plutonium (enige isotopiese samestelling) of as hoogs verrykte uraan 235?
• By watter van hierdie stasies kan splytbare materiaal vir direkte militêre gebruik herlei word?
• By watter van hierdie stasies kan splytbare materiaal vertak word in 'n vorm wat fisiese en/of chemiese behandeling vereis voordat dit vir militêre doeleindes gebruik kan word?

Die antwoorde op hierdie vrae moet hieronder uiteengesit word vir die drie areas van toevoer, reaktorbedryf en wegdoening.

Aan die aanbodkant is daar altyd die moontlikheid van toegang tot verrykte uraan 235 by sommige stasies.

Tydens die vervaardiging van die brandstofelemente vir die THTR-300 en die AVR is U-235 direk toeganklik in verskeie prosesstappe in 'n hoogs verrykte vorm, naamlik van verryking tot voltooiing van die brandstofelemente.

Elke brandstofelementbal vir die THTR-300 en ongeveer die helfte van die AVR-brandstofelemente (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich) bevat elk ongeveer 1 g hoogs verrykte U-235. Die bergings- en verwerkingshoeveelheid van hierdie materiaal by NUKEM is in die reeks van een ton (die aangevraagde hanteringshoeveelheid is 6 t van enige graad van verryking).

Die verdwyning van hoogs verrykte uraan 235 in die 1 tot 10 kg reeks kan dus onopgemerk bly.

Slegs laagverrykte uraan word vir toekomstige HTR-aanlegte beplan. Dit kan ook by die genoemde stasies afgetak word, insluitend die nodige vervoerprosesse; dit moet egter verder verryk word vir die doel van militêre gebruik, wat in beginsel in enige tipe uraanverrykingsaanleg uitgevoer kan word - al is dit met verskillende inspanning en tydvereistes.

Met betrekking tot die moontlikheid om die reaktorwerking te vertak, is na die Tsjernobil-ongeluk by verskeie geleenthede die bewering gemaak dat die Russiese RBMK-reaktor vir die vervaardiging van wapenplutonium gebruik is en veral hiervoor geskik is omdat brandstofelemente verwyder of bygevoeg word. om dit te onderbreek sonder om die deurlopende krag werking kan wees. Dit is egter juis hierdie eienskap wat die HTR tot 'n bepaalde mate het, en dit word selfs genoem as 'n besondere voordeel vir die HTR-module ("Daar is geen stilstandtyd vir brandstofelementveranderings en geen gepaardgaande bedryfsprosesse nie.") As gevolg van die voortdurende byvoeging en onttrekking en Weens die handigheid van die brandstofsamestellings is dit tegnies moontlik om enige tyd gedurende hul verblyftyd op die reaktorterrein 'n deel daarvan af te lei.

Die metrologiese en rekeningkundige aantekening van die brandstofelemente deur die IAEA en EURATOM kan nie volledige beskerming teen afleiding bied nie as gevolg van die metingsmetodologie, metingonakkuraathede en die ewekansige steekproefaard van die monitering.

Selfs na die geskeduleerde gebruik daarvan in die reaktor, bevat die brandstof splytbare materiaal wat geskik is vir gebruik in wapens. Die THTR- en AVR-brandstofelemente van die torium/uraanstrategie bevat, benewens die res van uraan-235, die hoëgehalte kernbrandstof U-233, wat in beginsel ook geskik is vir wapendoeleindes. Die verbruikte brandstof van alle toekomstige hoëtemperatuurreaktore bevat - soortgelyk aan die ligwaterreaktor - plutonium en ander aktiniede. Die mengsel van plutonium-isotope is basies geskik vir wapens.

Solank die U-233 en die plutonium in die brandstofelemente ingesluit is, kan hierdie splytbare materiale nie direk verkry word nie. U kan slegs toegang tot hulle kry deur 'n herverwerkingsproses.

’n Siviele herverwerking van HTR-brandstofelemente – soos hierbo genoem – het tot dusver misluk, onder meer weens onopgeloste veiligheidsverwante en stralingsbeskermingsprobleme (bv. in verband met die verbranding van grafiet).

In teenstelling met die moontlike grootskaalse bekendstelling van die herverwerking van HTR-brandstofelemente vir die doel om kernbrandstof te vervaardig, kan tegniese en ekonomiese probleme in 'n militêre variant geïgnoreer word. Verder kan aspekte van stralingsbeskerming (beide vir werknemers en vir die bevolking) afgeskeep word. Laastens kon die grootte van die stelsel suiwer vanuit 'n militêre oogpunt bepaal word en relatief klein gehou word (bv. soos 'n laboratoriumstelsel). 

'n Verbruikte brandstofelement gemaak van laagverrykte uraan 235 bevat ongeveer 0,1 g plutonium. Gevolglik kon die materiaal vir 'n atoombom teoreties verkry word deur 50.000 1000 gebruikte brandstofelementballe te verwerk, dit wil sê met 'n deurset van XNUMX balle per dag in minder as twee maande. Vanuit hierdie oogpunte en op hierdie skale is hierdie roete net klaarblyklik meer kompleks en tegnies meer veeleisend as via die plutoniumproduksie vanaf ander reaktorlyne. Dit is in elk geval makliker om te kamoefleer, veral aangesien brandstofelemente wat op enige punt afgetak is, deur dummy-elemente vervang kan word.

Vanuit hierdie oogpunt het die HTR egter 'n unieke eienskap wat militêr gebruik kan word: dit kan as 'n effektiewe tritiumprodusent gebruik word. Die opwekking van tritium vir gebruik in atoombomme kan beheer word deur middel van 'n geskikte brandstofsamestelling (bv. deur litium by te voeg) en kan van militêre belang wees vir tegnies gevorderde kernwapenstate. ’n Amerikaanse HTR-verskaffer het selfs blatant probeer om die wapensektor met hierdie militêre opsie binne te dring.

Samevattend kan gestel word dat die werking van hoë-temperatuur reaktore insluitend die stasies vir brandstoftoevoer en wegdoening 'n spesifieke risiko van verspreiding verteenwoordig. Met betrekking tot die herleiding van materiaal vir kernsplytingbomme (uraan, plutonium) ontstaan ​​situasies wat kwalitatief vergelykbaar is met dié van die RBMK-reaktor en die swaarwaterreaktor. Met betrekking tot die vervaardiging van tritium vir gebruik in bomme, is die HTR van besondere militêre belang.

(Vrystelling van atoomstraling sedert die vroeë 1940's: sien INES - Die internasionale graderingskaal en lys van kernongelukke wêreldwyd)

- Die kaart van die kernwêreld -

Van uraanontginning en -verwerking, tot kernnavorsing, die konstruksie en bedryf van kernfasiliteite, insluitend ongelukke in kernkragsentrales, tot die hantering van uraanammunisie, kernwapens en kernafval.
- Wêreldwyd, amper, alles in 'n oogopslag met Google Maps -

terug na die

Studies oor die THTR

***

***

Bo-aan die bladsy

***