Вытрымкі з справаздачы Лотара Хана - чэрвень 1988 года

Праблемы бяспекі і рызыкі аварыі

Глава 6.) Праблемы бяспекі і рызыкі аварый модуля HTR і іншых высокатэмпературных рэактараў

да кіраўніка 8.) Праблемы распаўсюджвання з лініяй HTR

З пункту гледжання бяспекі HTR, асабліва маленькія высокатэмпературныя рэактары HTR-Modul і HTR-100, называюцца цудамі. Зацікаўленыя бакі выказваюць прэтэнзіі, якія не вытрымліваюць увагі. Прапагандысцкія кампаніі дамінуюць у публічных дэбатах па пытаннях бяспекі, неабходнае дыферэнцыяванае разважанне да гэтага часу было апушчана.

У прынцыпе, той жа падыход выбірае ядзерная прамысловасць, якая была ўведзена ў пачатку 70-х гадоў у дыскусіі аб бяспецы аб лёгкавадзяным рэактары. Такому стылю, у якім месца адкрытага абмеркавання займаюць баналізаванне і ўтойванне, дэзінфармацыя і паўпраўда, спрыяе беспрэцэдэнтная ізаляцыя дэбатаў па бяспецы ад грамадскага абмеркавання спецыялістаў. Аб'яднанне інтарэсаў і прынамсі ідэальная ўзаемазалежнасць паміж дзеяннямі ўладаў, экспертаў (напрыклад, TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), кансультацыйных службаў (напрыклад, Камісія па бяспецы рэактара), буйнамаштабных навукова-даследчых устаноў (напрыклад, ядзерных даследчых устаноў) і прамысловасць азначае, што няма сапраўды незалежнага назіральнага органа і адключаны эфектыўны дэмакратычны кантроль.

Дзейнасць спецыяльнай дыскусійнай групы "Асноўныя пытанні бяспекі будучых высокатэмпературных атамных электрастанцый (модуль HTR-500 / HTR)", створанай раней адказным федэральным міністрам унутраных спраў (BMI), варта ацэньваць як тыповую наступства такіх умоў. Гэты камітэт, які складаецца з прадстаўнікоў уладаў, экспертаў і прамысловасці, абмяркоўваў пытанні бяспекі, звязаныя з модулем HTR, за зачыненымі дзвярыма да 1984 года. Фактычнай задачай гэтага непадкантрольнага сакрэтнага органа, відавочна, была распрацоўка агульнай стратэгіі і інтэрпрэтацыі крытэрыяў бяспекі ў чаканні наступных працэдур зацвярджэння, каб падрыхтаваць бесперашкоднае зацвярджэнне модуля HTR і HTR-500.

Тэхнічным абгрунтаваннем меркаваных пераваг HTR у бяспецы звычайна з'яўляецца меншая шчыльнасць магутнасці актыўнай зоны рэактара ў параўнанні з лёгкавадзяным рэактарам, больш высокая цеплаёмістасць актыўнай зоны і канструкцыйных матэрыялаў і іх высокая тэмпературная ўстойлівасць. Зыходзячы з гэтага, сцвярджаецца, што HTR паводзіць сябе добразычліва і млява ў выпадку збою цепланосбіта; у выпадку інцыдэнтаў са збоем адводу рэшткавага цяпла, працэс нагрэву ідзе настолькі павольна, што застаецца вялікая колькасць варыянтаў умяшання і карэкцыі для аднаўлення кантролю над інцыдэнтам. Акрамя таго, выключаны расплаўленне актыўнай зоны, як у лёгкавадзяным рэактары, так як графіт не плавіцца, а каля 3500 ^o C сублімуецца, гэта значыць пры тэмпературах, якіх у любым выпадку нельга было дасягнуць у малых і сярэдніх высокатэмпературных рэактарах. Наогул кажучы, тады сцвярджаецца, што на HTR немагчымая паслядоўнасць аварый, у выніку якіх адбыліся б радыеактыўныя выкіды, што выклікала неабходнасць мер па барацьбе з катастрофай за межамі аб'екта.

Такі аргумент трэба адкінуць як ілжывы і сумнеўны, бо ён - свядома ці несвядома? - абыходзіць актуальныя праблемы бяспекі HTR. Часткова гэта заснавана на няправільным і некрытычным пераносе меркаванняў бяспекі ў лёгкавадзяным рэактары на HTR і, такім чынам, на пераацэнцы важнасці збояў у астуджэнні ў HTR.

Як і ў выпадку з лёгкаводным рэактарам, патэнцыял небяспекі таксама вызначаецца інвентарызацыяй радыеактыўных прадуктаў дзялення, а таксама іх натуральнымі механізмамі выкіду.

Агульны запас радыеактыўных прадуктаў дзялення залежыць у першую чаргу ад цеплавой магутнасці рэактара і ў меншай ступені ад тыпу рэактара. Такім чынам, з модулем HTR гэта прыкладна 5% ад лёгкавадзянога рэактара класа Biblis. Адпаведна, гэты інвентар усё яшчэ такі вялікі (прыкладна 2 х 10¹⁹ Бекерэля), што выкід адсотка ад гэтага інвентара дастатковы для нанясення масавай шкоды здароўю насельніцтва. Гэта тым больш дакладна, што невялікія высокатэмпературныя рэактары пажадана будаваць побач з населенымі пунктамі.

Што тычыцца механізмаў вызвалення ў HTR, то не мае значэння, магчыма расплаўленне актыўнай зоны ці не, але гэта залежыць ад таго, ці страцяць і калі часціцы паліўнага элемента (("пакрытая часціца") і паліўныя элементы страцяць эфект утрымання^o C і зніжаецца пры тэмпературах ад 2000 да 2500 ^o C практычна прайграў. Аднак гэта менавіта тыя тэмпературы, якія дасягаюцца ў THTR-300 і HTR-500, калі адвод рэшткавага цяпла не ўдаецца. У выпадку ўцечкі ў першасным контуры могуць адбыцца выкіды ў навакольнае асяроддзе, тым больш што THTR-300 не мае герметычнасці.

Модуль HTR быў спраектаваны з пункту гледжання бяспекі такім чынам, каб у выпадку аварый з перагрэвам максімальная тэмпература ў паліўных зборках перавышала крытычную тэмпературу 1600 градусаў з-за пасіўнага цеплаадводу. ^oНе павінна перавышаць C. Аднак гэта можа быць гарантавана толькі пры выкананні пэўных умоў, у тым ліку эфектыўнасці пасіўнага цеплаадводу і паспяховага адключэння. Калі неабходныя для гэтага сістэмы недаступныя, калі яны неабходныя, з модулем HTR таксама могуць узнікнуць аварыі, падчас якіх тэмпература паліўнага элемента перавышае 1600 ^oЗ павелічэннем. Гэта азначае, што масіўныя выкіды прадуктаў дзялення з паліўных зборак таксама магчымыя з модулем.

Вырашальным, аднак, з'яўляецца тое, што больш павольнае паводзіны HTR у выпадку збою астуджэння было куплена, сярод іншага, з мерай, якая з'яўляецца патэнцыйнай прычынай аварый, звязаных з HTR: выкарыстаннем графіту ў якасці мадэратара і канструкцыйны матэрыял. Нягледзячы на ​​меры засцярогі, нельга выключаць, што ў першасны контур адбудзецца значнае трапленне вады (з другаснага контуру праз уцечкі парагенератара) і трапленне паветра. Пры дадатковым збоі сістэм бяспекі ў выніку ўзнікаюць сур'ёзныя аварыі з рэакцыямі графіт-вода і графітавыя пажары. Гэтыя тыпы аварый таксама ўваходзяць у лік працэсаў, якія дамінуюць над рызыкай у модулі HTR.

Акрамя таго, існуе вялікая колькасць іншых паслядоўнасцяў аварый з модулем HTR, з якіх без далейшага абмеркавання тут варта згадаць толькі некалькі прычын:

• Знешняе ўздзеянне, напр. Б. авіякатастрофа, выбухі, дыверсіі, ваенныя дзеянні,
• Збой пасіўных кампанентаў, напр. Б. трубаправодаў, сасудаў пад ціскам, паверхневых ахаладжальнікаў.

Іншыя ўплывы, якія могуць аказаць прамы або ўскосны негатыўны ўплыў на бяспеку модуля HTR:

• канцэпцыя бяспекі, якая была зменшана па прычынах выдаткаў (напрыклад, адсутнасць стрымлівання),
• (у спалучэнні са шматлікімі няўдачамі) невялікі вопыт эксплуатацыі з высокатэмпературнымі рэактарамі,
• меншая (у параўнанні з лёгкаводным рэактарам) глыбіня пранікнення ў аналізе бяспекі,
• адсутнасць комплекснага аналізу рызык для модуля HTR.

Для ацэнкі бяспекі модуля HTR таксама застаецца вызначыцца - без разгляду ўсіх праблем, звязаных з бяспекай, - што гэты тып існуе толькі на паперы і што некаторыя з заяўленых пераваг бяспекі не могуць быць спецыяльна правераныя. Вопыт паказвае, што вялікая частка праблем, звязаных з бяспекай, выяўляецца толькі пры наладзе і эксплуатацыі сістэмы, як паказвае прыклад THTR-300.

У якасці высновы па акрэсленых праблемах бяспекі можна сказаць, што HTR - асабліва ў яго малой версіі ў выглядзе модуля HTR - мае істотныя іншыя канструктыўныя асаблівасці, чым z. B., з іншага боку, рэактар ​​на лёгкай вадзе, але і невялікі HTR мае асаблівыя недахопы бяспекі, якія могуць прывесці да сур'ёзных аварый.

Пачатак старонкі

Раздзел 8.) Праблемы распаўсюджвання з лініяй HTR

Пытанне аб магчымасці выкарыстання расшчапляльнага матэрыялу ў мэтах тэхнічнай зброі да гэтага часу трымалася па-за межамі дыскусіі аб HTR з максімальнай асцярожнасцю.

Даследаванне тэхнічных аспектаў праблемы распаўсюджвання неабходна, аднак, калі хочацца атрымаць поўную карціну ўсіх аспектаў лініі HTR. Абмеркаванне магчымых матываў адводу расшчапляльнага матэрыялу ў ваенных мэтах, а таксама магчымасцяў і межаў маніторынгу патокаў расшчапляльнага матэрыялу тут не будзе. Для гэтага робіцца спасылка на іншыя выданні; на дадзены момант гаворка павінна ісці толькі аб тэхнічных пытаннях.

Што датычыцца праблем распаўсюджвання рэактарнай лініі, з тэхнічнага пункту гледжання варта задаць наступныя пытанні:

• На якіх станцыях, праз якія праходзіць паліва, з'яўляецца расшчапляльны матэрыял у форме, непасрэдна прыдатнай для зброі, то бок у выглядзе плутонія (любога ізатопнага складу) або ў выглядзе высокаўзбагачанага ўрану 235?
• На якой з гэтых станцый можна перанакіраваць расшчапляльны матэрыял для непасрэднага ваеннага выкарыстання?
• На якой з гэтых станцый расшчапляльны матэрыял можа быць разгалінаваны ў форме, якая патрабуе фізічнай і/або хімічнай апрацоўкі, перш чым яго можна будзе выкарыстоўваць у ваенных мэтах?

Адказы на гэтыя пытанні павінны быць выкладзены ніжэй для трох абласцей паставак, эксплуатацыі рэактара і ўтылізацыі.

Што тычыцца паставак, то на некаторых станцыях заўсёды ёсць магчымасць доступу да ўзбагачанага ўрану 235.

Падчас вытворчасці паліўных элементаў для THTR-300 і AVR, U-235 даступны на розных этапах працэсу ў вельмі ўзбагачанай форме, а менавіта ад узбагачэння да завяршэння паліўных элементаў.

Кожны шарык паліўнага элемента для THTR-300 і прыблізна палова паліўных элементаў AVR (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich) утрымліваюць прыблізна 1 г высокаўзбагачанага U-235. Аб'ёмы захоўвання і перапрацоўкі гэтага матэрыялу на НУКЭМ знаходзяцца ў межах адной тоны (запатрабаваная колькасць 6 т любой ступені ўзбагачэння).

Такім чынам, знікненне высокаўзбагачанага ўрану 235 у дыяпазоне ад 1 да 10 кг можа застацца незаўважаным.

Для будучых заводаў HTR плануецца толькі нізкаўзбагачаны ўран. Гэта таксама можа быць разгалінавана на згаданых станцыях, уключаючы неабходныя транспартныя працэсы; аднак ён павінен быць дадаткова ўзбагачаны ў мэтах ваеннага выкарыстання, што ў прынцыпе можа быць ажыццёўлена на любым тыпе заводаў па ўзбагачэнні ўрану - хоць і з рознымі намаганнямі і патрабаваннямі часу.

Што датычыцца магчымасці разгалінавання працы рэактара, то пасля аварыі на ЧАЭС неаднаразова сцвярджалася, што расійскі рэактар ​​РБМК выкарыстоўваўся для вытворчасці зброевага плутонію і асабліва падыходзіць для гэтага, таму што паліўныя элементы выдаляюцца або дадаюцца. да яго можна без перапынення бесперапыннага харчавання. Аднак менавіта гэтай уласцівасцю HTR валодае ў пэўнай ступені, і яна нават згадваецца як асаблівая перавага для модуля HTR («Няма прастояў пры змене паліўных элементаў і звязаных з імі працоўных працэсаў»). бесперапыннае даданне і адвод і Дзякуючы зручнасці паліўных зборак, тэхнічна магчыма ў любы час падчас іх знаходжання на пляцоўцы рэактара адвесці частку іх.

Метралагічны і ўліковы запіс паліўных элементаў, які праводзіцца МАГАТЭ і Еўратомам, не можа забяспечыць поўную абарону ад адхілення з-за метадалогіі вымярэнняў, недакладнасці вымярэнняў і характару выпадковага выбару маніторынгу.

Нават пасля запланаванага выкарыстання ў рэактары паліва змяшчае расшчапляльны матэрыял, прыдатны для выкарыстання ў зброі. THTR і AVR паліўныя элементы торый/уранавай стратэгіі ўтрымліваюць, акрамя астатку ўрану-235, высакаякаснае ядзернае паліва U-233, якое ў прынцыпе таксама прыдатнае для зброевых мэтаў. Адпрацаванае паліва ўсіх будучых высокатэмпературных рэактараў змяшчае - падобна да лёгкавадзянога рэактара - плутоній і іншыя актыніды. Сумесь ізатопаў плутонію ў асноўным падыходзіць для зброі.

Пакуль U-233 і плутоній заключаны ў паліўных элементах, гэтыя расшчапляльныя матэрыялы немагчыма атрымаць непасрэдна. Вы можаце атрымаць доступ да іх толькі праз працэс паўторнай апрацоўкі.

Грамадзянская перапрацоўка паліўных элементаў HTR - як ужо згадвалася вышэй - да гэтага часу правалілася, сярод іншага, з-за нявырашаных праблем бяспекі і радыяцыйнай абароны (напрыклад, у сувязі са згараннем графіту).

У адрозненне ад магчымага шырокамаштабнага ўкаранення перапрацоўкі цеплавых элементаў HTR з мэтай атрымання ядзернага паліва, у ваенным варыянце тэхніка-эканамічныя праблемы можна было ігнараваць. Акрамя таго, можна было занядбаць аспекты радыяцыйнай абароны (як для супрацоўнікаў, так і для насельніцтва). Нарэшце, памер сістэмы можна было вызначыць выключна з ваеннага пункту гледжання і захоўваць адносна невялікі (напрыклад, як лабараторная сістэма). 

Адпрацаваны паліўны элемент з нізкаўзбагачанага ўрану 235 змяшчае прыкладна 0,1 г плутонію. Такім чынам, матэрыял для атамнай бомбы тэарэтычна можа быць атрыманы шляхам апрацоўкі 50.000 1000 шарыкаў адпрацаваных паліўных элементаў, то бок з прапускной здольнасцю XNUMX шароў у дзень менш чым за два месяцы. З гэтых пунктаў гледжання і ў гэтых маштабах гэты шлях толькі, відаць, больш складаны і тэхнічна больш патрабавальны, чым праз вытворчасць плутонію з іншых ліній рэактараў. У любым выпадку маскіравацца лягчэй, тым больш, што разгалінаваныя ў любым месцы паліўныя элементы можна замяніць на фіктыўныя элементы.

З гэтага пункту гледжання, аднак, HTR мае унікальную функцыю, якую можна выкарыстоўваць у вайсковых мэтах: ён можа быць выкарыстаны ў якасці эфектыўнага вытворцы трытыю. Адукацыя трытыю з мэтай выкарыстання ў атамных бомбах можа кантралявацца з дапамогай адпаведнага складу паліва (напрыклад, шляхам дадання літыя) і можа прадстаўляць ваенны інтарэс для тэхнічна добра развітых дзяржаў з ядзернай зброяй. Амерыканскі пастаўшчык HTR нават адкрыта спрабаваў пракрасціся ў сектар узбраенняў з дапамогай гэтага ваеннага варыянту.

Падводзячы вынік, можна канстатаваць, што эксплуатацыя высокатэмпературных рэактараў, уключаючы станцыі падачы і ўтылізацыі паліва, уяўляе спецыфічны рызыка распаўсюджвання. Што датычыцца адводу матэрыялаў для ядзерных бомбаў дзялення (уран, плутоній), то ўзнікаюць сітуацыі, якасна супастаўныя з сітуацыямі рэактара РБМК і цяжкаводнага рэактара. Што тычыцца вытворчасці трытыю для выкарыстання ў бомбах, то HTR мае асаблівае ваеннае значэнне.

(Выкід атамнай радыяцыі з пачатку 1940-х: гл INES - Міжнародная рэйтынгавая шкала і спіс ядзерных аварый ва ўсім свеце)

- Карта ядзернага свету -

Ад здабычы і перапрацоўкі ўрану да ядзерных даследаванняў, будаўніцтва і эксплуатацыі ядзерных аб'ектаў, уключаючы аварыі на АЭС, да абыходжання з уранавымі боепрыпасамі, ядзернай зброяй і ядзернымі адходамі.
- Амаль усе ва ўсім свеце з дапамогай Google Maps -

вярнуцца да

Даследаванні па THTR

***

***

Пачатак старонкі

***