Iboende hændelser og radioaktivitetsemissioner fra HTR-linjen!

En ny undersøgelse (1) af videnskabsmanden Rainer Moormann om driften af ​​thorium højtemperaturreaktoren (THTR) AVR i Jülich, som blev lukket ned i 1988, sætter ikke kun spørgsmålstegn ved hele den tidligere officielle sikkerhedsarkitektur af denne reaktorlinje, men ryster også udtalelser fra det internationale nukleare samfund om fordelene ved de nye Generation IV-reaktorer i deres fonde.

Bemærkelsesværdigt nok kommer denne kritik fra en videnskabsmand, der har forsket regelmæssigt på HTR-linjen på Forschungszentrum Jülich i mange år og udgiver om den (2). Med en hidtil uset grad af åbenhed er denne "sikkerhedsrelaterede revurdering" den første til at afsløre væsentlige problemer i driften og den aktuelle demontering af den generelle testreaktor (AVR) i Jülich og til at adressere betydelig radioaktiv forurening. Her er resultaterne i detaljer:

"Dette arbejde beskæftiger sig hovedsageligt med nogle utilstrækkeligt offentliggjorte, men sikkerhedsrelevante problemer ved AVR-driften."

"AVR-kølekredsløbet er stærkt forurenet med metalliske fissionsprodukter (Sr-90, Cs-137), hvilket medfører betydelige problemer med den nuværende demontering. Omfanget af forureningen kendes ikke præcist, men evalueringen af ​​fissionsproduktaflejringseksperimenter tyder på, at denne forurening nåede nogle få procent af et kernelager ved driftens afslutning og er således størrelsesordener højere end de foreløbige beregninger og også betydeligt højere end forureningen i store LWR En betydelig del af denne forurening er bundet til grafitstøv og er derfor delvist mobil ved trykaflastningsulykker, hvilket skal tages i betragtning i sikkerhedsvurderinger af fremtidige reaktorer er."

 

3. Uacceptabelt høje kernetemperaturer er årsagen til høje udslip.
"Resultatet var, at forureningen af ​​AVR-kølekredsløbet ikke primært var forårsaget af utilstrækkelig brændselselementkvalitet, som tidligere antaget, men derimod af utilladelige høje kernetemperaturer, hvilket accelererede udslippene betydeligt. De utilladelige høje kernetemperaturer blev først opdaget 1 år før den endelige AVR-drift sluttede, da en stenklynge-kerne endnu ikke har været instrumenterbar. De maksimale kernetemperaturer i AVR'en er stadig ukendte, men de var mere end 200 K over beregnede værdier
ikke muligt."

4. Dampgeneratoren blev beskadiget under drift.
"Derudover blev der målt azimuttemperaturforskelle på op til 200 K ved kernekanten, hvilket formentlig kan tilskrives en ydeevneubalance. Strenge af varm gas med temperaturer over 1100 °C, som kunne have beskadiget dampgeneratoren, blev lejlighedsvis målt over kernen."

5. AVR-driften var usikker og upålidelig. Som følge heraf kan disse negative sikkerhedsegenskaber også forventes i fremtidige Generation IV-reaktorer.
"Der var derfor ingen sikker og pålidelig AVR-drift ved gasudløbstemperaturer, der var egnede til procesvarme, som antaget som grundlag for udviklingen af ​​VHTR-udviklingen af ​​småsten i Generation IV-projektet."

6. HTR sfæriske brændstofsamlinger kan ikke forhindre radioaktivitet i at undslippe. En myte afsløres som en løgn.
"AVR-kontaminationsproblemerne hænger også sammen med, at intakte HTR-brændstofsamlinger ikke kan ses som en næsten fuldstændig barriere for metalliske fissionsprodukter, som de er for ædelgasser. Metaller diffunderer i brændstofkernen, i belægningerne og i grafitten. Et gennembrud gennem denne Barrierer opstår i langsigtet normal drift, når visse temperaturgrænser, der er specifikke for fissionsproduktet, overskrides. Dette er et uløst svagt punkt i HTR, som ikke findes i andre reaktorer."

7. Der er en ukontrolleret (!) fordeling af radioaktive nuklider over hele kølekredsløbet.
"Et andet HTR-svagt punkt, der bidrog til AVR-kontaminationen, skyldes, at nukliderne, der frigives fra brændselselementerne i HTR'en, fordeles ukontrolleret over hele kølekredsløbet. På grund af de høje aflejringshastigheder af kemisk reaktive fissionsprodukter i HTR-kølekredsløb kan den aktivitet, der frigives fra brændstofsamlingerne, ikke fjernes ved hjælp af et rensesystem, som det er standarden i LWR."

 

Kommentar: Så nu ved vi, hvorfor operatørerne af THTR Hamm modsatte sig vores anmodning om et nuklidregister så voldsomt efter dets nedlukning. En yderligere katastrofe ville være blevet indlysende og offentlig!

8. Vandindtrængen fandt sted. Disse skal elimineres i fremtiden med yderligere enheder.
"I tilfælde af vandindtrængning skal indtrængning af flydende vand ind i småstenen, som sket i en AVR-ulykke, strukturelt udelukkes for at forhindre en mulig positiv reaktivitetskoefficient med reaktivitetsudsving."

9. En gastæt indeslutning (sikkerhedsbeholder) mangler helt, men er absolut nødvendig.
"Kriterier for en maksimalt tolerabel akkumuleret aktivitet i HTR-kølekredsløbet blev udviklet på baggrund af tyske bekendtgørelser for designulykker samt på baggrund af krav fra vedligeholdelse og demontering. Anvendelsen af ​​disse kriterier på stenbundsreaktorer fører til konklusionen at gastæt indeslutning er nødvendig, selvom der ikke antages for høje kernetemperaturer."

10. I sin undersøgelse diskuterer forfatteren, om man af sikkerhedshensyn generelt bør afstå fra varme gastemperaturer i fremtiden. Med andre ord: Very-High-Temperature Reactor (VHTR), som er særligt favoriseret i Generation IV, skaber et særligt stort antal problemer, som endnu ikke er løst. Et "meget omfattende F&U-program" ville være uundværligt hertil, før der tages yderligere skridt.

11. Den videre udvikling af stenbundsreaktoren vil være meget dyr, og de økonomiske risici bør derfor vurderes præcist på forhånd. Er den store indsats overhovedet det værd?
"En omfattende instrumenteret eksperimentel stenbundsreaktor vil være uundværlig for at løse disse problemer. Inden et F&U-program af denne størrelse påbegyndes, bør der gennemføres en feasibility-undersøgelse, herunder et skøn over omkostningerne, for at kvantificere den økonomiske risiko ved denne udvikling. "

12. Alle tidligere HTR sikkerhedsundersøgelser har været utilstrækkelige og alt for optimistiske i deres konklusioner.
"Med hensyn til uheld, der ligger uden for designbasis, er sikkerhedsproblemer i tilfælde af luftindtrængning / kernebrand endnu ikke løst tilstrækkeligt. En sammenlignende sikkerhedsundersøgelse af småstensbunke HTR, blok-HTR og generation III LWR ville være nyttig for få et mere pålideligt udsagn om sikkerheden ved de nuværende småstensbunke HTR-koncepter: Fra dagens perspektiv må tidligere sikkerhedsundersøgelser for stenbundsreaktorer ses som for optimistiske."

 

Efter offentliggørelsen af ​​denne kritiske undersøgelse inden for rammerne af Jülich Research Center kan der kun være ét krav: Ikke flere euro til HTR- og Generation IV-forskning; ingen konstruktion af PBMR i Sydafrika, som ville have præcis de nævnte problemer!

 

1. Rainer Moormann: "En sikkerhedsrelateret revurdering af driften af ​​AVR stenbundsreaktoren og konklusioner for fremtidige reaktorer". Rapporter fra Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Tidligere publikationer af Rainer Moormann om HTR-problemet:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Oxidation af kulstofbaserede materialer til innovative energisystemer (HTR, fusionsreaktor): status og yderligere behov". Artikel i en bog. 11 sider.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Kildetermestimation for små HTR'er; en tysk tilgang Proceedings of the 1st Meeting Survey on Basic Studies in the Field of High Temperature Engineering (inklusive sikkerhedsstudier)". Artikel i en bog. 9 sider.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Forskelle mellem oxidationsadfærden af ​​A3-brændselselementmatrixgrafitter i luft og i damp og dens relevans for ulykkesforløb i HTR'er". Proceedings of the ICAPP 04, Pittsburg, USA
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Oxidationsadfærd af en HTR brændselselementmatrixgrafit i oxygen sammenlignet med en standard nuklear grafit". I: Nuclear Engineering and Design, 277 (2004), s. 281-284