Фундаментальныя праблемы бяспекі

у высокатэмпературным рэактары і асаблівых дэфіцытаў у THTR-300

Лотар Хан - чэрвень 1986 года

Да нібыта «ўласцівай» бяспекі HTR

З самага пачатку распрацоўкі высокатэмпературнага рэактара зацікаўленыя бакі спрабавалі выказаць здагадку грамадскасці, што HTR «па сваёй прыродзе» бяспечны. Гэта разумна прадуманая рэкламная стратэгія, несумненна, мела пэўны поспех, таму што прывяла да беспрэцэдэнтнай дэзінфармацыі нават у дэбатах па атамнай энергіі. Як наўрад ці любое іншае сцвярджэнне атамнай прамысловасці, яно заснавана на навукова неабгрунтаваных здагадках і няслушных высновах.

У тэхніцы, у прыватнасці ядзернай, сістэма называецца бяспечнай па сваёй прыродзе, калі яна застаецца ў сваім праектным стане выключна на аснове фізічных і хімічных законаў і калі яна не залежыць ад функцыянавання прылад актыўнай бяспекі пры ліквідацыі аварый. умяшанне персаналу даручана (па вызначэнні Алвіна Вайнберга).

Як вядома, лёгкавадзяны рэактар ​​гэтымі ўласцівасцямі не валодае. Аднак таксама цалкам ясна, што практычна ўсе канцэпцыі HTR, якія сур'ёзна рэалізоўваліся да гэтага часу, не з'яўляюцца па сваёй сутнасці бяспечнымі і што THTR-300, у прыватнасці, не валодае гэтай уласцівасцю. Напрыклад, два з цэнтральных патрабаванняў, звязаных з бяспекай, адключэнне і адвядзенне рэшткавага цяпла (і, такім чынам, у канчатковым рахунку таксама ўтрыманне прадуктаў дзялення) залежаць ад прылад актыўнай бяспекі і / або ручак, калі сур'ёзныя аварыі і значныя выкіды радыеактыўнага запасу павінны быць прадухілена.

У якасці доказу меркаванай уласнай бяспекі прамысловасць HTR звычайна прыводзіць некаторыя ўласцівасці, у якіх HTR адрозніваецца ад лёгкавадзянога рэактара і якія, як кажуць, маюць выгадныя эфекты з пункту гледжання бяспекі. Аднак HTR далёка не бяспечны па сваёй сутнасці ад гэтага, таму што акрамя нібыта спрыяльных, HTR таксама мае невыгодныя ўласцівасці, звязаныя з бяспекай, якіх не маюць іншыя тыпы рэактараў. Ніжэй прадстаўлены і каментуюцца найбольш часта цытуюцца перавагі HTR:

  • Eigenschaft: Нізкае стаўленне шчыльнасці магутнасці да цеплаёмістасці, г.зн. больш павольнае павышэнне тэмпературы ў параўнанні з (у параўнанні з лёгкавадзяным рэактарам або развядзеннем) у выпадку збою астуджэння.
  • каментар: Гэта няправільна, але адносіцца толькі да падзей з пэўнымі збоямі ў астуджэнні. У выпадку спецыфічных для HTR аварый з трапленнем вады, трапленнем паветра і аварый з рэактыўнасцю гэта ўласцівасць мае меншае значэнне. Калі патрабуецца хуткае астуджэнне, высокая цеплаёмістасць з'яўляецца даволі невыгадным.
  • Eigenschaft: Высокая тэмпературная ўстойлівасць керамічных паліўных элементаў і матэрыялаў канструкцыі стрыжня, ​​без расплаўлення стрыжня, ​​напрыклад Б. магчымы з лёгкавадзяным рэактарам.
  • каментар: Сцверджанне правільнае, але ігнаруе сапраўдную праблему. Гаворка ідзе перш за ўсё не пра магчымасць расплаўлення актыўнай зоны, а хутчэй у пытанні аб тым, ці могуць і як выкінуцца радыеактыўныя прадукты дзялення. Пры тэмпературы вышэй за 1600o З часціц паліва і з паліўных зборак вылучаюцца прыкметныя долі прадуктаў дзялення. Гэты эфект узмацняецца пры яшчэ больш высокіх тэмпературах, і не пазней за прыблізна 2500oC адбываюцца масавыя выкіды ў першасны контур. Тэмпература, пры якой адбываюцца небяспечныя выкіды, можа быць дасягнута ў актыўнай зоне ўсіх вялікіх і вялікіх высокатэмпературных рэактараў з-за аварый без страты графіту сваёй механічнай кансістэнцыі. Такім чынам, зацвярджэнне аб тым, што зрыў ядра немагчымы з HTR, уводзіць у зман і не адпавядае механізмам выпуску.
  • Eigenschaft: Адмоўны тэмпературны каэфіцыент рэакцыйнай здольнасці, гэта значыць зніжэнне выпрацоўкі электраэнергіі з павышэннем тэмпературы.
  • каментар: Гэта ўласцівасць не характэрна для HTR, але таксама прысутнічае ў лёгкавадзяных рэактарах; без гэтай уласцівасці ні HTR, ні лёгкавадзяны рэактар ​​не будуць зацверджаны. HTR, у прыватнасці, мае патрэбу ў адмоўным тэмпературным каэфіцыенце рэактыўнасці, так як у выпадку выпадковага нагрэву - у адрозненне ад лёгкавадзянога рэактара - эфект запавольвальніка захоўваецца. Акрамя таго, можна сцвярджаць, што тэмпературны каэфіцыент становіцца ўсё менш і менш адмоўным з павышэннем тэмпературы, што ў той жа час нявызначанасці ў веданні яго ходу становяцца ўсё больш і больш і што вышэй прыблізна 1200oC яго значэння эксперыментальна не пацверджаны. Іншым асаблівым недахопам HTR з'яўляецца тое, што пры хуткім астуджэнні магчымыя аварыі з рэактыўнасцю.
  • Eigenschaft: Унутраны, фазастабільны, нейтронны фізічны нейтральны гелій цепланосбіта.
  • каментар: Правільна, што астуджальны газ змяшчае прымешкі, якія могуць прывесці да з'яў карозіі на паліўных зборках; таму сістэма ачысткі газу павінна была быць прадугледжана спецыяльна для таго, каб паменшыць гэтыя прымешкі, сярод іншага. Дзве іншыя ўласцівасці гелію (фазавая стабільнасць, нейтронная фізічная нейтральнасць) не маюць вялікага значэння. У адваротным выпадку ў якасці цепланосбіта можна выкарыстоўваць толькі гелій.

Акрэсленыя відавочныя перавагі ў бяспецы HTR, вядома, таксама трэба параўноўваць з яго канкрэтнымі недахопамі і праблемамі бяспекі. Некаторыя з згаданых нібыта станоўчых уласцівасцяў заснаваныя на выбары графіту ў якасці запавольвальніка і канструкцыйнага матэрыялу. Уласцівасці графіту таксама адказваюць за тыповыя для HTR і спецыфічныя для HTR магчымасці аварый, а менавіта за рэакцыі графіту і вады пасля аварый з трапленнем вады (выкліканых уцечкамі парагенератара) і пажараў графіту пасля аварый з трапленнем паветра. У выпадку дадатковага збою неабходных функцый бяспекі (напрыклад, у выпадку пранікнення вады: адключэнне парагенератара, адвод рэшткавага цяпла, адключэнне рэактара), гэтыя інцыдэнты не кантралююцца і могуць прывесці да некантралюемых выкідаў са значнымі пашкоджаннямі ў наваколле рэактара. Па прычыне, сярод іншага, што гэтыя выкіды адбываюцца раней, чым пасля аварыі чыстага нагрэву актыўнай зоны, можна выказаць здагадку, што аварыі, выкліканыя трапленнем вады і паветра, ініцыююць аварыйныя працэсы з дамінаваннем рызыкі на HTR.

У дадатак да гэтых відаў аварый істотны ўклад у рызыку аварый у высокатэмпературных рэактарах уносяць так званыя аварыі рэактыўнасці, то бок аварыі, якія выкліканыя няспраўнасцямі ў сістэмах кіравання і адключэння стрыжняў.

Можна лічыць упэўненым, што лобі HTR будзе спасылацца на расследаванне інцыдэнтаў у рамках працэсу зацвярджэння THTR-300 і аналізу бяспекі HTR для KFA (ядзернага даследчага аб'екта) Юліх, каб абгрунтаваць сваё сцвярджэнне, што згаданыя інцыдэнты кантралююцца або не прыводзяць да адпаведных пашкоджанняў паблізу сістэмы, нават калі іншыя сістэмы бяспекі выходзяць з ладу. Варта адзначыць, што прадстаўленыя дагэтуль даследаванні па небяспецы аварый высокатэмпературных рэактараў з'яўляюцца часовымі, няпоўнымі, у значнай ступені незабяспечанымі і супярэчлівымі з навуковага пункту гледжання. Да таго, як можна было б нават уявіць кансэнсус або нават звужаць меркаваньне іншадумства, істотныя элемэнты і перадумовы працэсу навукова-тэхнічнага абмеркаваньня яшчэ не дасягнуты. B. крытычны і незалежны агляд, прасочвальнасць і даступнасць крыніц.

Акрамя таго, дзіўна, што да гэтага часу даследаванні рызыкі праводзіліся толькі на канцэпцыях HTR, якія альбо ніколі не будуць рэалізаваны (HTR-1160), альбо існавалі толькі на паперы (HTR-500, модуль), але з'яўляюцца адзінымі у Германіі існуючая буйнамаштабная сістэма HTR, THTR-300, за выключэннем павярхоўнага кароткага даследавання, расследавання рызык не праводзіцца.

Невыгодныя ў плане бяспекі характарыстыкі THTR-300

Ацэнка бяспекі THTR-300, заснаваная на яго канструктыўных асаблівасцях і прынцыпах канструкцыі, - незалежна ад негатыўных сюрпрызаў падчас уводу ў эксплуатацыю, - выяўляе шэраг недахопаў, звязаных з бяспекай. Комплексная ацэнка канструкцыі THTR-300, звязанай з бяспекай, на дадзены момант праводзіцца не будзе. Толькі тры канструктыўныя асаблівасці павінны быць разгледжаны тут у якасці прыкладаў, якія не толькі выглядаюць сумніўнымі з крытычнай пазіцыі, але і сутыкаюцца з ядзернымі правіламі і правіламі і так званай філасофіяй бяспекі ў ядзернай тэхналогіі. Таксама з улікам адрозненняў паміж лёгкавадзянымі рэактарамі (на якіх у асноўным грунтуюцца ядзерныя правілы) і THTR-300, парушэнне фундаментальных прынцыпаў тэхналогіі рэактара ў THTR-300 становіцца відавочным на падставе наступных прыкладаў.

Прыклад 1:

Дзве сістэмы адключэння недастаткова незалежныя, не разнастайныя і не адпавядаюць патрабаванням, якія прад'яўляюцца да іх пры ўсіх працоўных станах і няспраўнасцях. Такім чынам, насуперак меркаванню Камісіі па бяспецы рэактара, сістэмы адключэння не адпавядаюць крытэрам бяспекі ІМТ для АЭС (крытэрый 5.3.). На працягу доўгага часу існавалі канцэпцыі адключэння, якія відавочна і значна пераўзыходзілі THTR-300 з пункту гледжання разнастайнасці, балансу адключэння і надзейнасці, і якія таксама тэхнічна выканальныя.

Прыклад 2:

THTR-300 не мае незалежнай сістэмы аварыйнага астуджэння, як гэта прадпісана і рэалізавана для лёгкавадзянога рэактара. Астатковае цяпло выдаляецца з дапамогай працоўнага вентылятара і парагенератара. Дарэчы, прапанаваны рэактар-пераемнік HTR-500 будзе абсталяваны двума незалежнымі блокамі адводу рэшткавага цяпла.

Прыклад 3:

THTR-300 не мае герметычнасці, як лёгкавадзяны рэактар, які складаецца з газанепранікальнага бяспечнага кантэйнера і бетоннай абалонкі. THTR-300 абсталяваны толькі (негерметычным) так званым будынкам абароны рэактара (канцэпцыя прамысловага зала)

Будаўнічыя дэфекты, якія выявіліся да гэтага часу

У дадатак да дэфіцытаў бяспекі, якія апраўдваюцца ў канструкцыі THTR-300, на папярэднім этапе ўводу ў эксплуатацыю выявіўся шэраг канструктыўных недахопаў і памылак, некаторыя з якіх выклікаюць інцыдэнты і дадатковыя праблемы бяспекі.

Прыклад 1:

Галька больш кампактная, чым меркавалася ў праекцыях. Гэта мае шэраг наступстваў:

  • Пры перамяшчэнні стрыжняў у гальку з мэтай працяглага адключэння на стрыжні дзейнічаюць павышаныя сілы, якія знаходзяцца на мяжы канструкцыі.
  • Яшчэ больш пагаршаецца надзейнасць сістэмы стрыжневых стрыжняў, якая і без таго неспрыяльная. Б. паказаў падзею 23 лістапада 11 г. (гл. гл. 1985).
  • Вынікам з'яўляецца неабходнасць разрыхліць кучу галькі шляхам яе цыркуляцыі, што, аднак, не дае ніякага лячэння, так як куча галькі шматкроць сціскаецца шляхам перамяшчэння стрыжня.
  • Хуткасць паломкі мяча значна вышэйшая за разлічаную. Калі ў «Atomwirtschaft» (atw) са снежня 1982 г. у артыкуле супрацоўнікаў высокатэмпературнага рэактара Construction GmbH гаварылася, што «за два гады працы ў сярэднім стрыжнямі актыўнай зоны раздушваецца толькі адзін паліўны элемент», Дырэктар электрастанцыі Глаэ цяпер дадаў 800 здробненых шароў. Паводле іншых звестак, ужо разбілася столькі шароў, што адзін з двух кантэйнераў, прадугледжаных для ўтрымання зламанага шара, поўны; Абодва бака разам прызначаныя для размяшчэння паломкі шара, якая адбываецца на працягу ўсяго тэрміну службы сістэмы. ("Westfälische Anzeiger" ад 19 мая 5 г. паведамляла: "Амаль праз паўтара года пасля пачатку доследнай эксплуатацыі прыйшлося вывезці 1987 (!) паліўных элементаў памерам з тэнісны мяч..."; Хорст Блюм ).
  • Нечакана высокае назапашванне радыеактыўна забруджанага графіту і паліўнага пылу, а таксама металічнае ізаляванне сталі прычынай аварыі 4 мая 5 года. Акрамя таго, праблемы ўзнікаюць з-за забруджвання і назапашвання пылу ў шматлікіх кропках сістэмы. Акрамя ўсяго іншага, гэта павялічвае верагоднасць выхаду з ладу клапанаў і іншага абсталявання. 

Прыклад 2:

Вышэй за пэўную магутнасць, шаравая куча больш не можа цыркуляваць, бо шары не могуць быць выцягнуты з-за празмерных сіл патоку патоку астуджальнага газу на «сепаратар» на трубе для экстракцыі шара. Гэта прыводзіць да эксплуатацыйных абмежаванняў.

Прыклад 3:

Няправільныя памеры ізаляцыі ў кальцавой прасторы парагенератара, а таксама неадэкватная канструкцыя вентыляцыйнай сістэмы могуць прывесці да ўзнікнення празмернай тэмпературы ў частках сістэмы з пэўнымі магутнасцямі і з пэўнымі знешнімі тэмпературамі.

Прыклад 4:

З-за няправільнага навядзення патокаў першаснага астуджальнага газу прапускная здольнасць астуджэння праз асноўную зону ніжэй запланаванай з-за наяўнасці так званага байпаса. У выніку не ўдаецца дасягнуць поўнай загрузкі, якой аператар, верагодна, паспрабуе пазбегнуць шляхам дадатковых маніпуляцый у актыўнай зоне рэактара.

Прыклад 5:

Так званы будынак абароны рэактара не герметычны, таму адмоўны ціск, прызначаны для памяншэння магчымых выкідаў радыеактыўнага рэчыва з рэактарнай залы ў навакольнае асяроддзе, не можа назапашвацца паўсюдна. Гэтую памылку спрабуюць кантраляваць з дапамогай часовых мер герметызацыі.

У дадатак да гэтых недахопаў і недахопаў канструкцыі, існуе шэраг іншых недахопаў, якія, як кажуць, былі часткова або цалкам ліквідаваны, напрыклад. B. уцечка ў сістэме астуджэння гільзы і няспраўнасць сістэмы загрузкі. На дадзены момант немагчыма ацаніць, ці сапраўды гэтыя ды іншыя памылкі былі канчаткова і цалкам выпраўленыя.

Інцыдэнты ў THTR-300

Безумоўна, інцыдэнты ў канчатковым рахунку заўсёды непрадбачаныя і нечаканыя падзеі, калі яны ацэньваюцца як асобныя падзеі. Тым не менш, ацэньваючы спіс аварый THTR-300, які быў даступны да гэтага часу, трэба рэтраспектыўна вызначыць, што шэраг інцыдэнтаў і / або тыпаў аварый можна прасачыць да недахопаў канструкцыі і амаль непазбежна адбывацца. У спіс інцыдэнтаў уключаны наступныя падзеі:

23.11.1985:

Сем з сарака двух стрыжняў стрыжняў сістэмы працяглага адключэння не ўдалося загнаць на поўную глыбіню галькі, як планавалася. Толькі выкарыстанне аператыўнага короткоходного прывада прывяло да поўнага ўцягвання. Фактычная прычына гэтага частковага збою сістэмы стрыжнявага стрыжня крыецца ў павелічэнні высілкаў стрыжня ў выніку сціснутага галькі. Інфармацыйная палітыка і спробы тлумачэння з боку аператара аказаліся непраўдападобнымі. (Напрыклад, увядзенне стрыжняў, вядома, павінна быць гарантавана нават без падачы аміяку ў якасці «змазкі», паколькі аміяк не з'яўляецца сістэмай бяспекі ў адпаведнасці з дазволам.)

04.05.1986:

Прычыну гэтай аварыі з павелічэннем радыеактыўнага выкіду можна прасачыць у павелічэнні назапашвання графіту і паліўнага пылу і ізаляцыі. Пасля таго, як клапан на баку нізкага ціску буфернай зоны сістэмы зарадкі не зачыніўся з-за забруджвання пылам, і гэтая памылка не можа быць выпраўлена нават з дапамогай (не радыеактыўнага) продувочного газу, аператар адкрыў клапан на першасным баку з мэтай ачышчэння. Значная колькасць радыеактыўна забруджанага газу першаснага астуджэння з пылам выкідвалася непасрэдна і нефільтравана праз комін у навакольнае асяроддзе праз канал скіду ціску. У дадатак да рэнтгеналагічных аспектаў, што асабліва непакоіць гэты інцыдэнт, дык гэта тое, што хірург здзейсніў відавочную памылку і што з-за канструкцыі і канструкцыі (з-за адсутнасці блакіроўкі) цалкам магчыма, што адна памылка можа выклікаць непасрэдны выпуск газу першаснага астуджэння, які ў адваротным выпадку, у выпадку дадатковай памылкі (напрыклад, з-за далейшай памылкі эксплуатацыі або збою функцыі закрыцця клапана першаснага боку), можа амаль поўная страта цепланосбіта ў навакольнае асяроддзе пашырыліся.

У дадатак да гэтых двух больш дакладна апісаных і агульнавядомых, быў шэраг іншых інцыдэнтаў, якія маюць дачыненне да бяспекі:

  • Памылка аварыйнага сілкавання
  • Няспраўнасці ў тэхніцы вымярэнняў і ў апаратуры кантролю
  • Працэдура аварыйнага астуджэння NK 11 запускалася ўжо 45 разоў; гэта азначала б, што кантынгент з 45 такіх працэдур аварыйнага адключэння астуджэння за ўвесь тэрмін службы сістэмы ўжо будзе выкарыстаны да чвэрці. 

Ацэнка

Спецыфічныя для THTR-300 невыгодныя ўласцівасці бяспекі, асаблівыя канструктыўныя асаблівасці, вядомыя на сённяшні дзень дэфекты канструкцыі і вынікі этапу ўводу ў эксплуатацыю выклікаюць неабходнасць тэрмінова больш не запускаць THTR-300. У адваротным выпадку далейшыя негатыўныя сюрпрызы, цяжкасці і інцыдэнты непазбежныя. З пункту гледжання бяспекі (але таксама з эканамічных меркаванняў) аператару прапануецца спыніць небяспечнае буйнамаштабнае выпрабаванне THTR-300. Ужо цяпер можна зрабіць выснову, што тэхналогія рэактара з галечным пластом правалілася.

 

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


- Карта ядзернага свету -

Карта атамнага свету - Google Maps! - Статус апрацоўкі на момант публікацыі 23.08.2015 жніўня XNUMX годаКарта атамнага свету - Google Maps! - Статус апрацоўкі 25.11.2016 лістапада XNUMX годаАд 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

***

Зварот да ахвяраванняў

- THTR-Rundbrief публікуецца «BI Environmental Protection Hamm» і фінансуецца за кошт ахвяраванняў.

- THTR-Rundbrief тым часам стаў папулярным інфармацыйным сродкам. Аднак існуюць пастаянныя выдаткі з-за пашырэння вэб-сайта і друку дадатковых інфармацыйных лістоў.

- THTR-Rundbrief даследуе і падрабязна паведамляе. Для таго, каб мы маглі гэта зрабіць, мы залежым ад ахвяраванняў. Мы рады кожнаму ахвяраванні!

Ахвяраванні рахунку:

BI аховы навакольнага асяроддзя Hamm
Прызначэнне: кругавая THTR
IBAN: DE31 4105 0095 0000 0394 79
BIC: WELADED1HAM

***


Пачатак старонкіСтрэлка ўверх - уверх уверх старонкі

***