Grundlæggende sikkerhedsproblemer

i højtemperaturreaktoren og særlige underskud i THTR-300

Lothar Hahn - juni 1986

For den formodede "iboende" sikkerhed af HTR

Siden begyndelsen af ​​udviklingen af ​​højtemperaturreaktorer har interesserede parter forsøgt at foreslå offentligheden, at HTR'en er "iboende" sikker. Denne smart designede reklamestrategi har uden tvivl haft en vis succes, fordi den har ført til hidtil uset desinformation, selv i atomenergidebatten. Som næppe nogen anden påstand fra atomindustrien er den baseret på videnskabeligt uholdbare antagelser og ukorrekte konklusioner.

Inden for teknologi, især nuklear teknologi, omtales et system som iboende sikkert, hvis det forbliver i sin designtilstand udelukkende på grundlag af fysiske og kemiske love, og hvis det ikke afhænger af aktive sikkerhedsanordningers funktion ved håndtering af ulykker. intervention af personale er instrueret (ifølge definitionen af ​​Alwin Weinberg).

Som bekendt har letvandsreaktoren ikke disse egenskaber. Men det er også helt klart, at praktisk talt alle HTR-koncepter, der er blevet forfulgt seriøst indtil nu, ikke er iboende sikre, og at især THTR-300 ikke har denne egenskab. For eksempel er to af de centrale sikkerhedsrelaterede krav, nedlukning og restvarmefjernelse (og dermed i sidste ende også tilbageholdelse af fissionsprodukter) afhængige af aktive sikkerhedsanordninger og/eller håndtag, hvis alvorlige ulykker og væsentlige udslip af den) radioaktive beholdning skulle blive forhindret.

Som bevis for den påståede iboende sikkerhed nævner HTR-industrien normalt nogle egenskaber, hvor HTR'en adskiller sig fra letvandsreaktoren, og som siges at have fordelagtige virkninger med hensyn til sikkerheden. HTR'en er dog langt fra i sagens natur sikker herfor, for udover angiveligt gunstige har HTR'en også uheldige sikkerhedsmæssige egenskaber, som andre reaktortyper ikke har. De hyppigst nævnte påståede fordele ved HTR er præsenteret og kommenteret nedenfor:

  • Eigenschaft: Lavt forhold mellem effekttæthed og varmekapacitet, dvs. langsommere temperaturstigning sammenlignet med (sammenlignet med letvandsreaktoren eller opdrætteren) i tilfælde af kølesvigt.
  • kommentar: Dette er ikke korrekt, men gælder kun hændelser med visse kølefejl. I tilfælde af de HTR-specifikke ulykker med vandindtrængning, luftindtrængning og reaktivitetsulykker er denne egenskab af mindre betydning. Hvis hurtig afkøling er påkrævet, er den høje varmekapacitet temmelig ufordelagtig.
  • Eigenschaft: Højtemperaturbestandighed af de keramiske brændselselementer og kernestrukturmaterialer, ingen kernenedsmeltning som f.eks B. muligt i letvandsreaktoren.
  • kommentar: Udsagnet er korrekt, men ignorerer det egentlige problem. Det handler ikke primært om muligheden for en kernenedsmeltning, men derimod spørgsmålet om, hvorvidt og hvordan radioaktive fissionsprodukter kan frigives. Ved temperaturer over 1600o C mærkbare andele af fissionsprodukter frigives fra brændstofpartiklerne og fra brændstofsamlingerne. Denne effekt øges ved endnu højere temperaturer og senest ved cirka 2500oC der er massive udslip i det primære kredsløb. Temperaturer, hvor der opstår farlige udslip, kan nås i kernen af ​​alle store og store højtemperaturreaktorer på grund af ulykker, uden at grafitten mister sin mekaniske konsistens. Udsagnet om, at kernesmeltninger ikke er mulige med HTR, er derfor vildledende og ikke relevant for frigivelsesmekanismerne.
  • Eigenschaft: Negativ temperaturkoefficient for reaktivitet, dvs. fald i elproduktion med stigende temperatur.
  • kommentar: Denne egenskab er ikke specifik for HTR, men er også til stede i letvandsreaktorer; uden denne egenskab ville hverken HTR eller letvandsreaktoren blive godkendt. Især HTR'en har brug for en negativ temperaturkoefficient for reaktivitet, da moderatoreffekten bibeholdes i tilfælde af utilsigtet opvarmning - i modsætning til tilfældet med letvandsreaktoren. Endvidere kan det konstateres, at temperaturkoefficienten bliver mindre og mindre negativ med stigende temperatur, at usikkerheden i kendskabet til dens forløb samtidig bliver større og større og at over ca.oC dens værdier er ikke verificeret eksperimentelt. En anden særlig ulempe ved HTR er, at reaktivitetsulykker er mulige med hurtig afkøling.
  • Eigenschaft: Indre, fasestabilt, neutronfysisk neutralt kølemiddel helium.
  • kommentar: Det er korrekt, at kølegassen indeholder urenheder, som kan føre til korrosionsfænomener på brændstofsamlingerne; derfor skulle der skaffes et gasrensningssystem specifikt for blandt andet at reducere disse urenheder. Heliums to andre egenskaber (fasestabilitet, neutronfysisk neutralitet) er af ringe relevans. Ellers kan kun helium bruges som kølemiddel.

De skitserede tilsyneladende sikkerhedsfordele ved HTR skal naturligvis også sammenlignes med dens specifikke ulemper og sikkerhedsproblemer. Nogle af de nævnte angiveligt positive egenskaber er baseret på valget af grafit som moderator og strukturelt materiale. Grafittens egenskaber er også ansvarlige for HTR-typiske og HTR-specifikke ulykkesmuligheder, nemlig grafit-vand-reaktioner efter vandindtrængningsulykker (forårsaget af dampgeneratorlækager) og grafitbrande efter luftindtrængningsulykker. I tilfælde af yderligere svigt af de nødvendige sikkerhedsfunktioner (f.eks. ved indtrængning af vand: dampgeneratorslukning, restvarmefjernelse, reaktornedlukning) er disse hændelser ikke kontrolleret og kan føre til ukontrollerede udslip med betydelige skader i i nærheden af ​​reaktoren. Blandt andet af den grund, at disse udslip sker tidligere end efter en ren kerneopvarmningsulykke, kan det antages, at ulykker forårsaget af vand- og luftindtrængning igangsætter de risikodominerende ulykkesprocesser på HTR.

Ud over denne type ulykker bidrager såkaldte reaktivitetsulykker, det vil sige ulykker, der udløses af funktionsfejl i styre- og nedlukningsstangsystemerne, væsentligt til risikoen for ulykker i højtemperaturreaktorer.

Det kan anses for sikkert, at HTR-lobbyen vil henvise til hændelsesundersøgelserne som led i godkendelsesprocessen for THTR-300 og HTR-sikkerhedsanalyserne af KFA (nuklear forskningsanlæg) Jülich for at underbygge deres påstand om, at de nævnte hændelser er kontrolleret eller ikke fører til relevante skader i nærheden af ​​systemet, selvom andre sikkerhedssystemer svigter. Det skal bemærkes, at de hidtil præsenterede undersøgelser af ulykkesrisikoen ved højtemperaturreaktorer er foreløbige, ufuldstændige, stort set usikrede og videnskabeligt inkonsistente. Før en konsensus overhovedet ville være tænkelig eller en dissens overhovedet indsnævret, mangler der stadig væsentlige elementer og forudsætninger for en videnskabelig-teknisk diskussionsproces. B. den kritiske og uafhængige gennemgang, kildernes sporbarhed og tilgængelighed.

Derudover er det mærkeligt, at der hidtil kun er udført risikostudier på HTR-koncepter, der enten aldrig vil blive realiseret (HTR-1160) eller kun har eksisteret på papiret (HTR-500, modul), men som er de eneste i Tyskland eksisterende storstilet HTR-system, THTR-300, bortset fra en overfladisk kort undersøgelse, er der ingen risikoundersøgelse.

Egenskaber ved THTR-300, der er ufordelagtige med hensyn til sikkerhed

En sikkerhedsrelateret vurdering af THTR-300 baseret på dens designegenskaber og konstruktionsprincipper - uanset eventuelle negative overraskelser under idriftsættelsen - afslører en række sikkerhedsrelaterede ulemper. En omfattende vurdering af det sikkerhedsrelaterede design af THTR-300 skal ikke udføres på dette tidspunkt. Kun tre designtræk skal her tages op som eksempler, som ikke kun fremstår tvivlsomme fra en kritisk position, men også kolliderer med de nukleare regler og forskrifter og den såkaldte sikkerhedsfilosofi inden for nuklear teknologi. Også under hensyntagen til forskellene mellem letvandsreaktorer (som de nukleare regler hovedsageligt er baseret på) og THTR-300, bliver krænkelsen af ​​grundlæggende principper for reaktorteknologi i THTR-300 tydelig på grundlag af følgende eksempler.

Eksempel 1:

De to nedlukningssystemer er ikke tilstrækkeligt uafhængige, ikke forskellige og opfylder ikke de krav, der stilles til dem i alle driftstilstande og fejlfunktioner. I modsætning til Reaktorsikkerhedskommissionens opfattelse opfylder nedlukningssystemerne således ikke BMI-sikkerhedskriterierne for atomkraftværker (kriterium 5.3.). Der har længe været shutdown-koncepter, der er klart og langt overlegne i forhold til THTR-300'erens med hensyn til diversitet, shutdown-balancer og pålidelighed, og som også er teknisk gennemførlige.

Eksempel 2:

THTR-300 har ikke et selvstændigt nødkølesystem, som det er foreskrevet og implementeret til letvandsreaktoren. Restvarmen fjernes ved hjælp af den operationelle ventilator og dampgeneratoren. Den foreslåede efterfølgerreaktor HTR-500 skal i øvrigt udstyres med to uafhængige enheder til restvarmefjernelse.

Eksempel 3:

THTR-300 har ingen indeslutning som letvandsreaktoren, der består af en gastæt sikkerhedsbeholder og en betonskal. THTR-300 er kun udstyret med en (ikke lufttæt) såkaldt reaktorbeskyttelsesbygning (industrihalskoncept)

Byggefejl, der er kommet frem indtil nu

Ud over de sikkerhedsmangler, der er begrundet i designet af THTR-300, er der i den tidligere idriftsættelsesfase kommet en række designfejl og designfejl frem, hvoraf nogle er ansvarlige for hændelser og yderligere sikkerhedsproblemer.

Eksempel 1:

Småstenen er mere kompakt end antaget i fremspringene. Dette har en række konsekvenser:

  • Når kernestængerne flyttes ind i rullestenen med henblik på langvarig nedlukning, virker øgede kræfter, der er på grænsen af ​​designet, på stængerne.
  • Pålideligheden af ​​kernestangssystemet, som allerede er ugunstig, forringes yderligere. B. viste begivenheden den 23. november 11 (se kapitel 1985).
  • Resultatet er behovet for at løsne stenen ved at cirkulere den, hvilket dog ikke giver noget middel, da stenen gentagne gange komprimeres ved at flytte stangen ind.
  • Kuglebrudhastigheden er meget højere end beregnet. Mens det i "Atomwirtschaft" (atw) fra december 1982 i en artikel af medarbejdere fra højtemperaturreaktorkonstruktion GmbH blev sagt, at "i to års drift i gennemsnit kun et brændselselement knuses af kernestængerne", kraftværksdirektør Glahe nu 800 knuste kugler tilføjet. Ifølge andre oplysninger er så mange kugler allerede gået i stykker, at en af ​​de to beholdere, der er beregnet til at holde den ødelagte kugle, er fuld; Begge tanke tilsammen er designet til at rumme det kuglebrud, der opstår i hele systemets levetid. ("Westfälische Anzeiger af 19. maj 5 rapporterede:" Næsten halvandet år efter prøvedriftens start skulle 1987 (!) brændstofelementer på størrelse med en tennisbold fjernes ... "; Horst Blume ).
  • Den uventede høje ophobning af radioaktivt forurenet grafit og brændstofstøv samt metallisk slid var skyld i ulykken den 4. maj 5. Derudover opstår der problemer som følge af forurening og ophobning af støv på adskillige punkter i systemet. Det øger blandt andet sandsynligheden for svigt af ventiler og andet udstyr. 

Eksempel 2:

Over en vis effekt kan kuglebunken ikke længere cirkuleres, da der ikke kan trækkes flere kugler ud på grund af de for store strømningskræfter fra kølegasstrømmen på "separatoren" på kugleudtræksrøret. Dette resulterer i driftsbegrænsninger.

Eksempel 3:

Forkert dimensionering af isoleringen i dampgeneratorens ringrum samt mangelfuld udformning af ventilationsanlægget kan medføre for høje temperaturer i dele af anlægget ved visse udgange og ved visse udetemperaturer.

Eksempel 4:

Hvis de primære kølegasstrømme ledes forkert, er kølegennemstrømningen gennem kernen lavere end planlagt på grund af tilstedeværelsen af ​​en såkaldt bypass. Det betyder, at det ikke er muligt at opnå fuld belastning, hvilket operatøren formentlig vil forsøge at undgå ved yderligere manipulationer i reaktorkernen.

Eksempel 5:

Den såkaldte reaktorbeskyttelsesbygning er ikke lufttæt, så det undertryk, der skal reducere eventuelle radioaktive udslip fra reaktorhallen til miljøet, ikke kan opbygges alle steder. Man forsøger at få denne fejl under kontrol ved hjælp af foreløbige tætningsforanstaltninger.

Ud over disse konstruktionsfejl og mangler er der en række andre mangler, som siges at være helt eller delvist elimineret, f.eks. B. en lækage i linerkølesystemet og en fejl i læssesystemet. Det er på nuværende tidspunkt ikke muligt at vurdere, om disse og andre fejl virkelig er endeligt og fuldstændigt udbedret.

Hændelser i THTR-300

Helt sikkert er hændelser i sidste ende altid uforudsete og uventede hændelser, hvis de vurderes som individuelle hændelser. Ikke desto mindre skal man, når man vurderer listen over ulykker med THTR-300, der har været tilgængelig indtil nu, retrospektivt fastslå, at en række hændelser eller typer af ulykker kan spores tilbage til konstruktionsfejl og næsten uundgåeligt opstod. Listen over hændelser omfatter følgende hændelser:

23.11.1985:

Syv af de toogfyrre kernestænger i det langsigtede nedlukningssystem kunne ikke drives ind i stenklyngens fulde dybde som planlagt. Kun brugen af ​​det operative kortslagsdrev førte til fuld tilbagetrækning. Den egentlige årsag til dette delvise svigt af kernestangssystemet ligger i de øgede stangkræfter som følge af den sammenpressede stenklynge. Informationspolitikken og operatørens forsøg på forklaring viste sig at være usandsynlige. (F.eks. skal isætning af kernestængerne naturligvis garanteres også uden indføring af ammoniak som "smøremiddel", da ammoniaktilførslen ikke er et sikkerhedssystem ifølge tilladelsen).

04.05.1986:

Årsagen til denne ulykke med øget radioaktiv udslip kan spores tilbage til den øgede ophobning af grafit og brændstofstøv og slid. Efter at en ventil på lavtrykssiden af ​​ladesystemets bufferzone ikke lukkede på grund af forurening med støv, og denne fejl ikke kunne afhjælpes selv med (ikke-radioaktiv) skyllegas, åbnede operatøren ventilen på primærsiden med henblik på udrensning. En betydelig mængde radioaktivt forurenet primær kølegas med støv blev frigivet direkte og ufiltreret gennem skorstenen til miljøet via trykaflastningskanalen. Ud over de radiologiske aspekter er det særligt bekymrende ved denne hændelse, at kirurgen begik en åbenlys fejl, og at det på grund af designet og designet (på grund af manglen på låse) overhovedet er muligt, at en enkelt fejl kan udløse en direkte frigivelse af primær kølegas, som i modsat fald i tilfælde af en yderligere fejl (f.eks. på grund af en yderligere betjeningsfejl eller svigt af lukkefunktionen på primærsideventilen) til et næsten fuldstændigt tab af kølevæske til miljøet.

Ud over disse to mere præcist beskrevne og offentligt kendte, var der en række andre sikkerhedsrelevante hændelser:

  • Fejl i nødstrømforsyningen
  • Fejl i måleteknologien og i styreudstyret
  • NK 11 nødkølingsproceduren er allerede blevet udløst 45 gange; dette ville betyde, at kontingentet af 45 sådanne nødafkølingsprocedurer for hele systemets levetid allerede ville blive brugt op til en fjerdedel. 

bedømmelse

De THTR-300-specifikke uheldige sikkerhedsegenskaber, de specielle designegenskaber, de hidtil kendte konstruktionsfejl og resultaterne af idriftsættelsesfasen indtil videre gør det tvingende nødvendigt ikke at starte THTR-300 op igen. Ellers er yderligere negative overraskelser, vanskeligheder og hændelser uundgåelige. Ud fra et sikkerhedssynspunkt (men også af økonomiske hensyn) anmodes operatøren om at afbryde den farlige storskalatest med THTR-300. Konklusionen kan allerede nu drages, at stenbundsreaktorteknologien har slået fejl.

 

(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 -

Kortet over atomverdenen - Google Maps! - Status for behandling på tidspunktet for offentliggørelse den 23.08.2015. august XNUMXKortet over atomverdenen - Google Maps! - Status for behandling den 25.11.2016. november XNUMXFra 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

***

Ring for donationer

- THTR-Rundbrief er udgivet af 'BI Environmental Protection Hamm' og er finansieret af donationer.

- THTR-Rundbrief er i mellemtiden blevet et meget bemærket informationsmedie. Der er dog løbende omkostninger på grund af udvidelse af hjemmesiden og udskrivning af yderligere informationsblade.

- THTR-Rundbrief undersøger og rapporterer i detaljer. For at vi kan gøre det, er vi afhængige af donationer. Vi er glade for hver donation!

Donationer konto:

BI miljøbeskyttelse Hamm
Formål: THTR-cirkulær
IBAN: DE31 4105 0095 0000 0394 79
BIC: WELADED1HAM

***


Øverst på sidenPil op - Op til toppen af ​​siden

***