Извадки от доклада на Лотар Хан - юни 1988 г

Проблеми с безопасността и рискове от злополуки

Глава 6.) Проблеми с безопасността и рискове от аварии на HTR модула и други високотемпературни реактори

към глава 8.) Проблеми с разпространението на линията HTR

По отношение на безопасността, HTR, особено малките високотемпературни реактори HTR-Modul и HTR-100, се казва, че са чудеса. Заинтересованите страни правят твърдения, които не издържат на проверка. Пропагандните кампании доминират в обществения дебат за сигурността, необходимото диференцирано разглеждане досега беше пропуснато.

По принцип същият подход е избран от ядрената индустрия, която беше въведена в началото на 70-те години на миналия век в дебата за безопасността на леководния реактор. Подобен стил, в който банализирането и укриването, дезинформацията и полуистините заемат мястото на откритата дискусия, се благоприятства от безпрецедентното изолиране на дебата за сигурността от обществената специализирана дискусия. Обединяването на интереси и най-малкото идеалните взаимозависимости между действията на властите, експертите (напр. TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), консултантските услуги (напр. Комисия за безопасност на реактора), мащабни изследователски институции (напр. ядрено изследователско съоръжение) и индустрия означава, че не съществува наистина независим орган за наблюдение и ефективният демократичен контрол е деактивиран.

Дейността на ad hoc дискусионна група "Основни въпроси на безопасността на бъдещи високотемпературни атомни електроцентрали (HTR-500 / HTR модул)", създадена от Федералния министър на вътрешните работи (BMI), който преди това отговаря, трябва да се оцени като типична следствие от такива условия. Този комитет, съставен от представители на властите, експертите и индустрията, обсъжда въпросите за сигурността, свързани с HTR модула при закрити врати до 1984 г. Действителната задача на този неконтролируем таен орган очевидно беше да разработи обща стратегия и тълкуване на критериите за безопасност в очакване на по-късни процедури за одобрение, за да се подготви гладкото одобрение на модула HTR и HTR-500.

Техническата основа за предполагаемите предимства на безопасността на HTR обикновено е по-ниската плътност на мощността на активната зона на реактора в сравнение с реактора с лека вода, по-високият топлинен капацитет на активната зона и конструктивните материали и тяхната устойчивост на висока температура. Въз основа на това се твърди, че HTR се държи добродушно и бавно в случай на повреда на охлаждащата течност; в случай на инциденти с неуспех на отстраняването на остатъчната топлина, процесът на нагряване протича толкова бавно, че все още има голям брой на опции за намеса и корекция за възстановяване на контрола на инцидента. Освен това се изключва разтопяване на активната зона като в реактора с лека вода, тъй като графитът не се топи, но при около 3500 ^o C сублимира, т.е. при температури, които така или иначе не могат да бъдат достигнати в малки и средни високотемпературни реактори. Най-общо казано, тогава се твърди, че на HTR не е възможна последователност от аварии, в резултат на което биха се получили радиоактивни изпускания, което наложи мерки за контрол на бедствието извън съоръжението.

Подобен аргумент трябва да бъде отхвърлен като неверен и съмнителен, защото той – съзнателно или несъзнателно? - заобикаля действителните проблеми със сигурността на HTR. Отчасти се основава на неправилно и некритично прехвърляне на съображения за безопасност в леководния реактор към HTR и по този начин на надценяване на значението на отказите в охлаждането в HTR.

Както при реактора с лека вода, потенциалът на опасност се определя от инвентара на радиоактивните продукти на делене, както и от техните естествени механизми за освобождаване.

Общият запас от радиоактивни продукти на делене зависи главно от топлинния капацитет на реактора и по-малко от типа на реактора. Следователно с модула HTR това е приблизително 5% от това на леководен реактор от клас Biblis. Съответно този инвентар все още е толкова голям (приблизително 2 x 10¹⁹ Бекерел), че освобождаването на процент от този инвентар е достатъчен, за да причини огромни щети на здравето на населението. Това е още по-вярно, тъй като малките високотемпературни реактори трябва да се строят в близост до населени места.

По отношение на механизмите за освобождаване в HTR е без значение дали е възможно стопяване на активната зона или не, но зависи от това дали и кога частиците на горивния елемент ((„обкрити частици“) и горивните елементи губят ефекта си на задържане^o С и намалява при температури между 2000 и 2500 ^o C на практика загуби. Това са обаче точно температурите, които се достигат в THTR-300 и в HTR-500, ако отвеждането на остатъчната топлина не успее. В случай на теч в първи контур може да се получи изпускане в околната среда, особено след като THTR-300 няма херметизация.

HTR модулът е проектиран от гледна точка на безопасността по такъв начин, че в случай на аварии при нагряване, максималната температура в горивните касети надвишава критичната температура от 1600, поради пасивно разсейване на топлината ^oНе трябва да надвишава C. Това обаче може да бъде гарантирано само при определени условия, включително ефективността на пасивното разсейване на топлината и успешното изключване. Ако системите, необходими за това, не са налични, когато са необходими, с HTR модула могат да се развият и поредици от инциденти, по време на които горивният елемент се нагрява над 1600 ^oC увеличение. Това означава, че масовите изпускания на продукти на делене от горивните касети също са възможни с модула.

Това, което е решаващо обаче, е, че по-бавното поведение на HTR в случай на повреда в охлаждането е закупено, наред с други неща, с мярка, която е потенциалната причина за аварии, специфични за HTR: използването на графит като модератор и конструктивен материал. Въпреки предпазните мерки, не може да се изключи възможността да има голямо проникване на вода (от вторичния кръг чрез течове на парогенератор) и навлизане на въздух в първи контур. Ако има допълнителна повреда на системите за безопасност, резултатът е сериозни аварии с реакции графит-вода и графитни пожари. Тези видове аварии също са сред процесите, доминиращи риска в модула HTR.

В допълнение, има голям брой други последователности на инциденти с HTR модула, от които само няколко причини трябва да бъдат споменати тук без допълнително обсъждане:

• Външни влияния, напр. Б. самолетна катастрофа, експлозии, саботаж, военни действия,
• Отказ на пасивни компоненти, напр. Б. на тръбопроводи, съдове под налягане, повърхностни охладители.

Други влияния, които могат да имат пряко или косвено отрицателно въздействие върху безопасността на HTR модула са:

• концепцията за сигурност, която е намалена поради разходни причини (напр. липса на ограничаване),
• (в съчетание с многобройни неуспехи) малкият опит при работа с високотемпературни реактори,
• (в сравнение с леководния реактор) по-ниската дълбочина на проникване в анализите на безопасността,
• липсата на изчерпателен анализ на риска за модула HTR.

За оценката на безопасността на HTR модула също остава да се определи - без да се разглеждат всички свързани с безопасността проблеми - че този тип съществува само на хартия и че някои от заявените предимства за безопасност не могат да бъдат специално проверени. Опитът показва, че голяма част от проблемите, свързани с безопасността, излизат наяве само когато системата е настроена и работи, както показва примерът на THTR-300.

Като заключение на очертаните проблеми с безопасността може да се каже, че HTR - особено в малката му версия като HTR модул - има значителни други конструктивни характеристики от z. Б. леководният реактор има, от друга страна, но също така малкият HTR има своите специални дефицити в безопасността, които могат да доведат до големи аварии.

начало на страницата

Глава 8.) Проблеми с разпространението на линията HTR

Въпросът за възможността за използване на делящ се материал за технически оръжейни цели досега се пазеше извън дискусията за HTR с най-голямо внимание.

Изследването на техническите аспекти на проблема с разпространението е необходимо, обаче, ако човек иска да получи пълна представа за всички аспекти на линията HTR. Тук няма да се обсъждат възможни мотиви за отклоняване на делящ се материал за военни цели, както и възможностите и границите на наблюдението на потоците от делящ се материал. За това се прави препратка към други публикации; в този момент трябва да става дума само за технически проблеми.

По отношение на проблемите с разпространението на реакторна линия трябва да бъдат зададени следните въпроси от техническа гледна точка:

• На кои станции, през които преминава горивото, е делящ се материал във форма, която е пряко подходяща за оръжия, т.е. като плутоний (всякакъв изотопен състав) или като силно обогатен уран 235?
• На коя от тези станции може да се отклони делящият се материал за пряка военна употреба?
• На коя от тези станции може да се разклони делящият се материал във форма, която изисква физическа и/или химическа обработка, преди да може да се използва за военни цели?

Отговорите на тези въпроси трябва да бъдат изложени по-долу за трите области на доставка, експлоатация на реактора и погребване.

От страна на доставките винаги има възможност за достъп до обогатен уран 235 на някои станции.

По време на производството на горивните елементи за THTR-300 и AVR, U-235 е директно достъпен в различни етапи на процеса в силно обогатена форма, а именно от обогатяване до завършване на горивните елементи.

Всяка топка горивен елемент за THTR-300 и приблизително половината горивни елементи AVR (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich) съдържат приблизително 1 g високообогатен U-235. Количеството за съхранение и преработка на този материал в НУКЕМ е в рамките на един тон (заявеното количество за обработка е 6 t от всяка степен на обогатяване).

Следователно изчезването на силно обогатен уран 235 в диапазона от 1 до 10 кг може да остане неоткрито.

Само нискообогатен уран се планира за бъдещи заводи за HTR. Това също може да бъде разклонено на посочените гари, включително необходимите транспортни процеси; обаче той трябва да бъде допълнително обогатен за целите на военната употреба, което по принцип може да се извърши във всякакъв тип заводи за обогатяване на уран – макар и с различни изисквания за усилия и време.

По отношение на възможността за разклоняване на работата на реактора, след аварията в Чернобил, по различни поводи се твърди, че руският реактор РБМК е използван за производството на оръжейния плутоний и е особено подходящ за това, тъй като горивните елементи се отстраняват или добавят към него без прекъсване на непрекъснатата работа на захранване може да бъде. Въпреки това, именно това свойство притежава HTR в определена степен и дори се споменава като особено предимство за HTR модула („Няма престой за смяна на горивния елемент и няма свързани работни процеси.“) Поради непрекъснато добавяне и изтегляне и Поради удобството на горивните касети е технически възможно по всяко време по време на тяхното пребиваване на площадката на реактора да се отклони част от тях.

Метрологичният и счетоводен запис на горивните елементи от МААЕ и ЕВРАТОМ не може да предложи пълна защита срещу отклоняване поради методологията на измерване, неточности на измерване и естеството на произволно вземане на проби на мониторинга.

Дори след планираната му употреба в реактора, горивото съдържа делящ се материал, подходящ за използване в оръжия. Горивните елементи THTR и AVR на стратегията торий/уран съдържат, в допълнение към остатъка от уран-235, висококачественото ядрено гориво U-233, което по принцип е подходящо и за оръжейни цели. Отработеното гориво на всички бъдещи високотемпературни реактори съдържа - подобно на реактора с лека вода - плутоний и други актиниди. Сместа от плутониеви изотопи е основно подходяща за оръжия.

Докато U-233 и плутоният са затворени в горивните елементи, тези делящи се материали не могат да бъдат достъпни директно. Можете да получите достъп до тях само чрез процес на повторна обработка.

Гражданската преработка на горивни елементи на HTR - както беше споменато по-горе - досега се проваля, наред с други неща, поради нерешени проблеми, свързани с безопасността и радиационната защита (например във връзка с изгарянето на графит).

За разлика от възможното широкомащабно въвеждане на преработка на горивни елементи на HTR с цел производство на ядрено гориво, техническите и икономически проблеми могат да бъдат игнорирани във военен вариант. Освен това аспектите на радиационната защита (както за служителите, така и за населението) могат да бъдат пренебрегнати. И накрая, размерът на системата може да бъде определен чисто от военна гледна точка и да се запази сравнително малък (например като лабораторна система). 

Отработен горивен елемент, направен от нискообогатен уран 235, съдържа приблизително 0,1 g плутоний. Следователно материалът за атомна бомба теоретично може да бъде получен чрез обработка на 50.000 1000 топки отработен горивен елемент, т.е. с производителност от XNUMX топки на ден за по-малко от два месеца. От тези гледни точки и в тези мащаби този маршрут е само очевидно по-сложен и технически по-взискателен, отколкото чрез производството на плутоний от други реакторни линии. Във всеки случай е по-лесно за камуфлаж, особено след като горивните елементи, разклонени във всяка точка, могат да бъдат заменени от фиктивни елементи.

От тази гледна точка обаче HTR има уникална характеристика, която може да се използва във военни цели: може да се използва като ефективен производител на тритий. Генерирането на тритий за използване в атомни бомби може да се контролира с помощта на подходящ горивен състав (например чрез добавяне на литий) и може да бъде от военен интерес за технически напреднали държави с ядрено оръжие. Американски доставчик на HTR дори нагло се опита да проникне в сектора на въоръженията с тази военна опция.

В обобщение може да се каже, че работата на високотемпературни реактори, включително станциите за доставка и обезвреждане на гориво, представлява специфичен риск от разпространение. По отношение на отклоняването на материали за ядрени бомби на делене (уран, плутоний) възникват ситуации, които са качествено съпоставими с тези на реактора RBMK и реактора с тежка вода. По отношение на производството на тритий за използване в бомби, HTR е от особено военно значение.

(Освобождаване на атомна радиация от началото на 1940-те години: виж INES - Международната рейтингова скала и списък на световните ядрени инциденти)

- Картата на ядрения свят -

От добив и преработка на уран, до ядрени изследвания, изграждане и експлоатация на ядрени съоръжения, включително аварии в атомни електроцентрали, до боравене с уранови боеприпаси, ядрени оръжия и ядрени отпадъци.
- По целия свят, почти, всичко с един поглед с Google Maps -

обратно към

Проучвания върху THTR

***

***

начало на страницата

***