Uddrag fra rapporten af ​​Lothar Hahn - juni 1988

Sikkerhedsproblemer og ulykkesrisici

Kapitel 6.) Sikkerhedsproblemer og ulykkesrisici ved HTR-modulet og andre højtemperaturreaktorer

til kapitel 8.) Spredningsproblemer med HTR-linjen

Sikkerhedsmæssigt siges HTR, især de små højtemperaturreaktorer HTR-Modul og HTR-100, at være mirakler. Interesserede parter fremsætter påstande, der ikke tåler undersøgelser. Propagandakampagner dominerer sikkerhedsdebatten i offentligheden, de nødvendige differentierede hensyn er hidtil udeladt.

I princippet er den samme tilgang valgt af atomindustrien, som blev introduceret i begyndelsen af ​​70'erne i sikkerhedsdebatten om letvandsreaktoren. En sådan stil, hvor bagatellisering og fortielse, misinformation og halve sandheder træder i stedet for åben diskussion, favoriseres af en hidtil uset isolation af sikkerhedsdebatten fra den offentlige specialistdiskussion. Sammenlægningen af ​​interesser og den i det mindste ideelle indbyrdes afhængighed mellem myndighedernes handlinger, eksperter (f.eks. TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), rådgivningstjenester (f.eks. Reactor Safety Commission), store forskningsinstitutioner (f.eks. nuklear forskningsfacilitet) og industrien betyder, at der ikke eksisterer et virkelig uafhængigt overvågningsorgan, og at effektiv demokratisk kontrol er deaktiveret.

Aktiviteten i en ad hoc-diskussionsgruppe "Grundlæggende sikkerhedsspørgsmål for fremtidige højtemperaturkernekraftværker (HTR-500 / HTR-modul)" nedsat af den tidligere ansvarlige forbundsindenrigsminister (BMI) skal vurderes som en typisk konsekvens af sådanne forhold. Dette udvalg, bestående af repræsentanter fra myndigheder, eksperter og industri, drøftede sikkerhedsspørgsmål vedrørende HTR-modulet bag lukkede døre indtil 1984. Den egentlige opgave for dette ukontrollerbare hemmelige organ var naturligvis at udvikle en fælles strategi og fortolkning af sikkerhedskriterierne i forventning om senere godkendelsesprocedurer for at forberede en problemfri godkendelse af HTR-modulet og HTR-500.

Den tekniske baggrund for de påståede sikkerhedsfordele ved HTR er normalt den lavere effekttæthed af reaktorkernen sammenlignet med letvandsreaktoren, den højere varmekapacitet af kerne- og strukturmaterialer og deres høje temperaturbestandighed. Med udgangspunkt i dette argumenteres det for, at en HTR opfører sig godmodig og trægt ved kølevæskesvigt, ved hændelser med svigt af restvarmeafledningen forløber opvarmningsprocessen så langsomt, at der stadig er et stort antal af interventions- og korrektionsmuligheder for at genoprette hændelseskontrollen. Derudover er en kerneafsmeltning som i letvandsreaktoren udelukket, da grafit ikke smelter, men ved omkring 3500 ^o C sublimerer, altså ved temperaturer, der alligevel ikke kunne nås i små og mellemstore højtemperaturreaktorer. Generelt hævdes det herefter, at der ved HTR ikke er nogen ulykkessekvens mulig, hvorved der ville ske radioaktive udslip, hvilket nødvendiggjorde katastrofebekæmpelse uden for anlægget.

Et sådant argument må afvises som falsk og tvivlsomt, fordi det – bevidst eller ubevidst? - omgår de faktiske sikkerhedsproblemer i HTR. Det er dels baseret på en forkert og ukritisk overførsel af sikkerhedshensyn i letvandsreaktoren til HTR og dermed at overvurdere betydningen af ​​kølesvigt i HTR.

Som med letvandsreaktoren er farepotentialet bestemt af opgørelsen af ​​radioaktive fissionsprodukter samt af deres naturlige frigivelsesmekanismer.

Den samlede radioaktive beholdning af fissionsprodukter afhænger primært af reaktorens termiske kapacitet og mindre af reaktortypen. Med HTR-modulet er det derfor cirka 5 % af en letvandsreaktor af Biblis-klassen. Derfor er denne beholdning stadig så stor (ca. 2 x 10¹⁹ Becquerel), at frigivelsen af ​​en procentdel af denne beholdning er tilstrækkelig til at forårsage massiv skade på befolkningens sundhed. Det gælder så meget desto mere, som små højtemperaturreaktorer helst skal bygges tæt på bosættelser.

Med hensyn til udløsningsmekanismerne i HTR er det irrelevant om kernesmeltning er mulig eller ej, men det afhænger af om og hvornår brændselselementpartiklerne ("coated particle") og brændselselementerne mister deres tilbageholdelseseffekt^o C og går ned ved temperaturer mellem 2000 og 2500 ^o C praktisk talt tabt. Det er dog præcis de temperaturer, der opnås i THTR-300 og i HTR-500, hvis restvarmefjernelsen mislykkes. I tilfælde af en lækage i det primære kredsløb kan der forekomme udslip til miljøet, især da THTR-300 ikke har nogen indeslutning.

HTR-modulet er designet ud fra et sikkerhedssynspunkt på en sådan måde, at den maksimale temperatur i brændstofelementerne i tilfælde af opvarmningsulykker overstiger den kritiske temperatur på 1600 på grund af passiv varmeafledning. ^oBør ikke overstige C. Dette kan dog kun garanteres under visse forhold, herunder effektiviteten af ​​passiv varmeafledning og vellykket nedlukning. Hvis de hertil nødvendige systemer ikke er tilgængelige, når de er nødvendige, kan der også udvikles ulykkessekvenser i HTR-modulet, hvor brændselselementets temperaturer over 1600 ^oC stigning. Dette betyder, at massive fissionsprodukter fra brændstofsamlingerne også er mulige med modulet.

Det afgørende er dog, at HTR'ens langsommere opførsel i tilfælde af kølesvigt er købt blandt andet med et mål, der er den potentielle årsag til HTR-specifikke ulykker: brugen af ​​grafit som moderator og konstruktionsmateriale. På trods af forholdsregler kan det ikke udelukkes, at der vil være større vandindtrængning (fra sekundærkredsløbet via dampgeneratorlækager) og luftindtrængning i primærkredsløbet. Hvis der er et yderligere svigt af sikkerhedssystemer, er resultatet alvorlige ulykker med grafit-vand-reaktioner og grafitbrande. Disse typer af ulykker er også blandt de risikodominerende processer i HTR-modulet.

Derudover er der en lang række andre ulykkessekvenser med HTR-modulet, hvoraf kun nogle få årsager skal nævnes her uden yderligere diskussion:

• Ydre påvirkninger, f.eks. B. flystyrt, eksplosioner, sabotage, krigshandlinger,
• Svigt af passive komponenter, f.eks. B. af rørledninger, trykbeholdere, overfladekølere.

Andre påvirkninger, der kan have en direkte eller indirekte negativ indvirkning på HTR-modulets sikkerhed er:

• sikkerhedskonceptet, som er blevet nedskaleret af omkostningsmæssige årsager (f.eks. manglende indeslutning),
• den (kombineret med talrige tilbageslag) lille driftserfaring med højtemperaturreaktorer,
• den (sammenlignet med letvandsreaktoren) lavere indtrængningsdybde i sikkerhedsanalyserne,
• manglen på en omfattende risikoanalyse for HTR-modulet.

Til sikkerhedsvurderingen af ​​HTR-modulet skal det også fastslås - uden at tage fat på alle sikkerhedsrelevante problemer - at denne type kun findes på papiret, og at nogle af de påståede sikkerhedsfordele ikke kan kontrolleres specifikt. Erfaringsmæssigt kommer en stor del af de sikkerhedsrelaterede problemer først frem, når et system er sat op og betjenes, som eksemplet med THTR-300 viser.

Som en konklusion på de skitserede sikkerhedsproblemer kan det konstateres, at HTR - især i sin lille udgave som HTR-modul - har væsentlige andre designtræk end z. B. letvandsreaktoren har derimod, men også den lille HTR har sine særlige sikkerhedsunderskud, som kan føre til større uheld.

Øverst på siden

Kapitel 8.) Spredningsproblemer med HTR-linjen

Spørgsmålet om muligheden for at anvende fissilt materiale til tekniske våbenformål har hidtil været holdt uden for diskussionen om HTR med største omhu.

Undersøgelsen af ​​de tekniske aspekter af spredningsproblemet er dog nødvendig, hvis man ønsker at få et fuldstændigt billede af alle aspekter af HTR-linjen. En drøftelse af mulige motiver for en omledning af fissilt materiale til militære formål samt muligheder og grænser for overvågningen af ​​de fissile materialestrømme vil her blive undladt. Hertil henvises til andre publikationer; på dette tidspunkt bør det kun dreje sig om tekniske problemer.

Med hensyn til spredningsproblemerne for en reaktorlinje bør følgende spørgsmål stilles fra et teknisk synspunkt:

• På hvilke stationer, hvorigennem brændslet passerer, findes fissilt materiale i en form, der er direkte egnet til våben, dvs. som plutonium (af enhver isotopsammensætning) eller som højt beriget uran 235?
• På hvilke af disse stationer kan fissilt materiale omdirigeres til direkte militær brug?
• På hvilke af disse stationer kan fissilt materiale forgrenes i en form, der kræver fysisk og/eller kemisk behandling, før det kan bruges til militære formål?

Svarene på disse spørgsmål skal skitseres nedenfor for de tre områder forsyning, reaktordrift og bortskaffelse.

På udbudssiden er der altid mulighed for adgang til beriget uran 235 på nogle stationer.

Under produktionen af ​​brændselselementerne til THTR-300 og AVR er U-235 direkte tilgængelig i forskellige procestrin i en stærkt beriget form, nemlig fra berigelse til færdiggørelse af brændstofelementerne.

Hver brændselselementkugle til THTR-300 og cirka halvdelen af ​​AVR-brændstofelementerne (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich) indeholder hver cirka 1 g højt beriget U-235. Opbevarings- og forarbejdningsmængden af ​​dette materiale hos NUKEM er i størrelsesordenen et ton (den ønskede håndteringsmængde er 6 t af enhver berigelsesgrad).

Forsvinden af ​​højt beriget uran 235 i intervallet 1 til 10 kg kunne derfor forblive uopdaget.

Kun lavberiget uran er planlagt til fremtidige HTR-anlæg. Dette kan også afgrenes på de nævnte stationer, herunder de nødvendige transportprocesser; dog skal det beriges yderligere med henblik på militær anvendelse, hvilket i princippet kan udføres i enhver form for uranberigelsesanlæg - dog med forskellige indsats- og tidskrav.

Med hensyn til muligheden for at afgrene reaktordriften er det efter Tjernobyl-ulykken ved flere lejligheder blevet påstået, at den russiske RBMK-reaktor blev brugt til fremstilling af våbenplutonium og er særdeles velegnet hertil, fordi der fjernes eller tilføjes brændselselementer. til det uden at afbryde den kontinuerlige strømdrift kan være. Det er dog netop denne egenskab, som HTR'en i særlig grad har, og den nævnes endda som en særlig fordel for HTR-modulet ("Der er ingen nedetider for brændselselementskift og ingen tilhørende driftsprocesser.") Pga. kontinuerlig tilføjelse og udtagning og På grund af brændselssamlingernes anvendelighed er det teknisk muligt på et hvilket som helst tidspunkt under deres opholdstid på reaktorpladsen at omdirigere en del af dem.

Den metrologiske og regnskabsmæssige registrering af brændstofelementerne fra IAEA og Euratom kan ikke tilbyde fuldstændig beskyttelse mod omdirigering på grund af målemetoden, målingsunøjagtigheder og overvågningens tilfældige prøveudtagningskarakter.

Selv efter dets planlagte brug i reaktoren, indeholder brændslet fissilt materiale, der er egnet til brug i våben. THTR- og AVR-brændselselementerne i thorium/uran-strategien indeholder, udover resten af ​​uran-235, det højkvalitets nukleare brændsel U-233, som i princippet også er velegnet til våbenformål. Det brugte brændsel i alle fremtidige højtemperaturreaktorer indeholder - i lighed med letvandsreaktoren - plutonium og andre aktinider. Blandingen af ​​plutoniumisotoper er som udgangspunkt velegnet til våben.

Så længe U-233 og plutonium er indesluttet i brændselselementerne, kan disse fissile materialer ikke tilgås direkte. Du kan kun få adgang til dem gennem en genbehandlingsproces.

En civil oparbejdning af HTR-brændselselementer - som nævnt ovenfor - er hidtil fejlet blandt andet på grund af uløste sikkerheds- og strålebeskyttelsesproblemer (f.eks. i forbindelse med forbrænding af grafit).

I modsætning til den mulige storstilede indførelse af oparbejdning af HTR-brændselselementer med det formål at producere nukleart brændsel, kunne tekniske og økonomiske problemer ignoreres i en militær variant. Desuden kan aspekter af strålebeskyttelse (både for ansatte og for befolkningen) blive forsømt. Endelig kunne systemets størrelse bestemmes rent militært og holdes relativt lille (f.eks. som et laboratoriesystem). 

Et brugt brændselselement fremstillet af lavberiget uran 235 indeholder cirka 0,1 g plutonium. Derfor kunne materialet til en atombombe teoretisk opnås ved at behandle 50.000 brugte brændselselementkugler, dvs. med en gennemstrømning på 1000 kugler om dagen på mindre end to måneder. Set fra disse synspunkter og på disse skalaer er denne rute kun tilsyneladende mere kompleks og teknisk mere krævende end via plutoniumproduktionen fra andre reaktorlinjer. Under alle omstændigheder er det lettere at camouflere, især da brændstofelementer, der er forgrenet på et hvilket som helst tidspunkt, kan erstattes af dummyelementer.

Fra dette synspunkt har HTR dog en unik funktion, der kan bruges militært: den kan bruges som en effektiv tritiumproducent. Frembringelsen af ​​tritium til brug i atombomber kan styres ved hjælp af en passende brændstofsammensætning (fx ved tilsætning af lithium) og kan være af militær interesse for teknisk veludviklede atomvåbenstater. En amerikansk HTR-udbyder har endda åbenlyst forsøgt at trænge ind i våbensektoren med denne militære mulighed.

Sammenfattende kan det konstateres, at driften af ​​højtemperaturreaktorer inklusive stationerne for brændselsforsyning og bortskaffelse udgør en specifik risiko for spredning. Med hensyn til omdirigering af materialer til nukleare fissionsbomber (uran, plutonium) opstår der situationer, der kvalitativt kan sammenlignes med RBMK-reaktorens og tungtvandsreaktorens. Med hensyn til fremstilling af tritium til brug i bomber er HTR af særlig militær betydning.

(Udgivelse af atomar stråling siden begyndelsen af ​​1940'erne: se INES - Den internationale vurderingsskala og liste over nukleare ulykker på verdensplan)

- Kortet over den nukleare verden -

Fra uranudvinding og -bearbejdning, til nuklear forskning, konstruktion og drift af nukleare anlæg, herunder ulykker i atomkraftværker, til håndtering af uraniumammunition, atomvåben og atomaffald.
- På verdensplan, næsten, alt på et øjeblik med Google Maps -

tilbage til

Undersøgelser om THTR

***

***

Øverst på siden

***