Εγγενή περιστατικά και εκπομπές ραδιενέργειας από τη γραμμή HTR!

Μια νέα έρευνα (1) από τον επιστήμονα Rainer Moormann σχετικά με τη λειτουργία του αντιδραστήρα υψηλής θερμοκρασίας θορίου (THTR) AVR στο Jülich, ο οποίος έκλεισε το 1988, όχι μόνο θέτει υπό αμφισβήτηση ολόκληρη την προηγούμενη επίσημη αρχιτεκτονική ασφάλειας αυτής της γραμμής αντιδραστήρα, αλλά επίσης κλονίζει την δηλώσεις της διεθνούς πυρηνικής κοινότητας για τα πλεονεκτήματα των αντιδραστήρων νέας γενιάς IV στα ιδρύματά τους.

Είναι αξιοσημείωτο ότι αυτή η κριτική προέρχεται από έναν επιστήμονα που κάνει τακτική έρευνα στη γραμμή HTR στο Forschungszentrum Jülich εδώ και πολλά χρόνια και δημοσιεύει σε αυτήν (2). Με έναν πρωτοφανή βαθμό διαφάνειας, αυτή η "επαναξιολόγηση που σχετίζεται με την ασφάλεια" είναι η πρώτη που αποκαλύπτει σημαντικά προβλήματα στη λειτουργία και την τρέχουσα αποσυναρμολόγηση του γενικού αντιδραστήρα δοκιμής (AVR) στο Jülich και αντιμετωπίζει σημαντική ραδιενεργή μόλυνση. Ακολουθούν αναλυτικά τα αποτελέσματα:

"Αυτή η εργασία ασχολείται κυρίως με ορισμένα ανεπαρκώς δημοσιευμένα αλλά σχετικά με την ασφάλεια προβλήματα της λειτουργίας AVR."

"Το κύκλωμα ψύξης AVR είναι πολύ μολυσμένο με μεταλλικά προϊόντα σχάσης (Sr-90, Cs-137), γεγονός που οδηγεί σε σημαντικά προβλήματα με την τρέχουσα αποσυναρμολόγηση. Η έκταση της μόλυνσης δεν είναι ακριβώς γνωστή, αλλά η αξιολόγηση των πειραμάτων εναπόθεσης προϊόντων σχάσης υποδηλώνει ότι αυτή η μόλυνση έφτασε στο ελάχιστο ποσοστό του αποθέματος πυρήνα στο τέλος της λειτουργίας και επομένως είναι τάξεις μεγέθους υψηλότερη από τους προκαταρκτικούς υπολογισμούς και επίσης σημαντικά υψηλότερη από τη μόλυνση σε μεγάλους LWR. Ένα σημαντικό ποσοστό αυτής της μόλυνσης συνδέεται με τη σκόνη γραφίτη και είναι επομένως εν μέρει κινητό σε ατυχήματα εκτόνωσης πίεσης, κάτι που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στις αξιολογήσεις ασφάλειας των μελλοντικών αντιδραστήρων."

 

3. Απαράδεκτα υψηλές θερμοκρασίες πυρήνα είναι η αιτία των υψηλών εκλύσεων.
"Το αποτέλεσμα ήταν ότι η μόλυνση του κυκλώματος ψύξης AVR δεν προκλήθηκε κυρίως από ανεπαρκή ποιότητα στοιχείου καυσίμου, όπως υποτίθεται προηγουμένως, αλλά μάλλον από ανεπίτρεπτα υψηλές θερμοκρασίες πυρήνα, οι οποίες επιτάχυναν σημαντικά τις εκλύσεις. Οι ανεπίτρεπτα υψηλές θερμοκρασίες πυρήνα ανακαλύφθηκαν μόλις 1 χρόνο πριν τελειώσει η τελική λειτουργία AVR, καθώς ο πυρήνας του συμπλέγματος βότσαλων δεν έχει ακόμη κατασκευαστεί με όργανα. Οι μέγιστες θερμοκρασίες πυρήνα στο AVR είναι ακόμα άγνωστες, αλλά ήταν πάνω από 200 K πάνω από τις υπολογισμένες τιμές
αδύνατον."

4. Η γεννήτρια ατμού υπέστη ζημιά κατά τη λειτουργία.
"Επιπλέον, μετρήθηκαν αζιμουθιακές διαφορές θερμοκρασίας έως και 200 ​​K στην άκρη του πυρήνα, η οποία πιθανώς μπορεί να αποδοθεί σε μια ανισορροπία απόδοσης. Περιστασιακά εμφανίζονταν σκέλη θερμού αερίου με θερμοκρασίες πάνω από 1100 ° C, που θα μπορούσαν να είχαν καταστρέψει τη γεννήτρια ατμού μετρημένο πάνω από τον πυρήνα».

5. Η λειτουργία AVR δεν ήταν ασφαλής και αναξιόπιστη. Ως αποτέλεσμα, αυτές οι αρνητικές ιδιότητες ασφάλειας μπορούν επίσης να αναμένονται σε αντιδραστήρες μελλοντικής γενιάς IV.
«Ως εκ τούτου, δεν υπήρχε ασφαλής και αξιόπιστη λειτουργία AVR σε θερμοκρασίες εξόδου αερίου κατάλληλες για τη θερμότητα διεργασίας, όπως υποτίθεται ότι ήταν η βάση της ανάπτυξης VHTR της κλίνης με βότσαλο στο έργο Generation IV».

6. Τα σφαιρικά συγκροτήματα καυσίμου HTR δεν μπορούν να αποτρέψουν τη διαφυγή ραδιενέργειας. Ένας μύθος αποκαλύπτεται ως ψέμα.
"Τα προβλήματα μόλυνσης AVR σχετίζονται επίσης με το γεγονός ότι τα άθικτα συγκροτήματα καυσίμου HTR δεν μπορούν να θεωρηθούν ως σχεδόν πλήρες εμπόδιο για τα μεταλλικά προϊόντα σχάσης όπως συμβαίνει για τα ευγενή αέρια. Τα μέταλλα διαχέονται στον πυρήνα του καυσίμου, στις επικαλύψεις και στον γραφίτη. Μια σημαντική ανακάλυψη μέσω αυτών των φραγμών συμβαίνει σε μακροπρόθεσμη κανονική λειτουργία όταν ξεπερνιούνται ορισμένα όρια θερμοκρασίας ειδικά για το προϊόν σχάσης. Αυτό είναι ένα άλυτο αδύναμο σημείο στο HTR που δεν υπάρχει σε άλλους αντιδραστήρες.

7. Υπάρχει ανεξέλεγκτη (!) κατανομή ραδιενεργών νουκλεϊδίων σε όλο το κύκλωμα ψύξης.
"Ένα άλλο αδύναμο σημείο του HTR που συνέβαλε στη μόλυνση του AVR οφείλεται στο γεγονός ότι τα νουκλεΐδια που απελευθερώνονται από τα στοιχεία καυσίμου στο HTR κατανέμονται με ανεξέλεγκτο τρόπο σε ολόκληρο το κύκλωμα ψύξης. Λόγω των υψηλών ρυθμών εναπόθεσης των χημικά αντιδρώντων προϊόντων σχάσης στα κυκλώματα ψύξης HTR, συγκεκριμένα, η δραστηριότητα που απελευθερώνεται από τα συγκροτήματα καυσίμου δεν μπορεί να αφαιρεθεί χρησιμοποιώντας ένα σύστημα καθαρισμού, όπως είναι το πρότυπο στο LWR.

 

Σχόλιο: Τώρα λοιπόν γνωρίζουμε γιατί οι χειριστές του THTR Hamm αντιστάθηκαν τόσο βίαια στο αίτημά μας για μητρώο νουκλεϊδίων μετά τον τερματισμό της λειτουργίας του. Μια επιπλέον καταστροφή θα είχε γίνει εμφανής και δημόσια!

8. Έγινε εισροή νερού. Αυτά πρέπει να εξαλειφθούν στο μέλλον με πρόσθετες συσκευές.
«Σε περίπτωση εισροής νερού, η διείσδυση υγρού νερού στο βότσαλο, όπως συνέβη σε ένα ατύχημα AVR, πρέπει να αποκλειστεί δομικά προκειμένου να αποφευχθεί ένας πιθανός θετικός συντελεστής κενού αντιδραστικότητας με εκτροπή αντιδραστικότητας».

9. Λείπει εντελώς ένα αεροστεγές δοχείο (ασφαλές δοχείο), αλλά είναι απολύτως απαραίτητο.
"Τα κριτήρια για μια μέγιστη ανεκτή συσσωρευμένη δραστηριότητα στο κύκλωμα ψύξης HTR αναπτύχθηκαν με βάση τις γερμανικές διατάξεις για ατυχήματα σχεδιασμού καθώς και με βάση τις απαιτήσεις συντήρησης και αποσυναρμολόγησης. Η εφαρμογή αυτών των κριτηρίων σε αντιδραστήρες βοτσαλωτής κλίνης οδηγεί στο συμπέρασμα ότι ο αεροστεγής περιορισμός είναι απαραίτητος ακόμα κι αν δεν υποθέσουμε ότι υπάρχουν υπερβολικές θερμοκρασίες στον πυρήνα.

10. Στη μελέτη του, ο συγγραφέας συζητά εάν, για λόγους ασφάλειας, θα πρέπει γενικά να απέχει από τις θερμοκρασίες καυτών αερίων στο μέλλον. Με άλλα λόγια: Ο αντιδραστήρας πολύ υψηλής θερμοκρασίας (VHTR), που ευνοήθηκε ιδιαίτερα στη Γενιά IV, δημιουργεί έναν ιδιαίτερα μεγάλο αριθμό προβλημάτων που δεν έχουν ακόμη επιλυθεί. Ένα "πολύ εκτεταμένο πρόγραμμα Ε&Α" θα ήταν απαραίτητο για αυτό πριν ληφθούν περαιτέρω βήματα.

11. Η περαιτέρω ανάπτυξη του αντιδραστήρα με βότσαλο θα είναι πολύ δαπανηρή και επομένως οι οικονομικοί κίνδυνοι θα πρέπει να εκτιμηθούν εκ των προτέρων με ακρίβεια. Αξίζει τον κόπο η τεράστια προσπάθεια;
"Ένας εκτενώς εξοπλισμένος πειραματικός αντιδραστήρας με βότσαλο θα ήταν απαραίτητος για την επίλυση αυτών των προβλημάτων. Προτού ξεκινήσει ένα πρόγραμμα Ε&Α αυτού του μεγέθους, θα πρέπει να πραγματοποιηθεί μελέτη σκοπιμότητας που θα περιλαμβάνει εκτίμηση του κόστους, προκειμένου να ποσοτικοποιηθεί ο οικονομικός κίνδυνος αυτής της εξέλιξης. "

12. Όλες οι προηγούμενες μελέτες ασφάλειας HTR ήταν ανεπαρκείς και υπερβολικά αισιόδοξες στα συμπεράσματά τους.
"Σε ό,τι αφορά τα ατυχήματα εκτός σχεδιασμού, τα προβλήματα ασφάλειας στην περίπτωση εισόδου αέρα / πυρκαγιάς δεν έχουν ακόμη επιλυθεί επαρκώς. Μια συγκριτική μελέτη ασφάλειας του HTR με βότσαλο, του block-HTR και του LWR γενιάς III θα ήταν χρήσιμη για Λάβετε μια πιο αξιόπιστη δήλωση σχετικά με την ασφάλεια των τρεχουσών αντιλήψεων HTR με βότσαλο: Από τη σημερινή οπτική γωνία, οι προηγούμενες μελέτες ασφάλειας για αντιδραστήρες με βότσαλο πρέπει να θεωρηθούν υπερβολικά αισιόδοξες.

 

Μετά τη δημοσίευση αυτής της κρίσιμης μελέτης στο πλαίσιο του Ερευνητικού Κέντρου Jülich, μπορεί να υπάρξει μόνο ένα αίτημα: Όχι άλλα ευρώ για έρευνα HTR και Generation IV. καμία κατασκευή του PBMR στη Νότια Αφρική, που θα είχε ακριβώς τα αναφερόμενα προβλήματα!

 

1. Rainer Moormann: "Μια επαναξιολόγηση της λειτουργίας του αντιδραστήρα με βότσαλο AVR σχετικά με την ασφάλεια και συμπεράσματα για μελλοντικούς αντιδραστήρες". Αναφορές από Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Προηγούμενες δημοσιεύσεις του Rainer Moormann για το πρόβλημα HTR:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: «Οξείδωση υλικών με βάση τον άνθρακα για καινοτόμα ενεργειακά συστήματα (HTR, fusion reactor): κατάσταση και περαιτέρω ανάγκες». Άρθρο σε βιβλίο. 11 σελίδες.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Εκτίμηση όρων πηγής για μικρού μεγέθους HTRs· μια γερμανική προσέγγιση Πρακτικά της 1ης Συνάντησης Έρευνας για Βασικές Σπουδές στον Πεδίο Μηχανικής Υψηλών Θερμοκρασιών (συμπεριλαμβανομένων Μελετών Ασφάλειας)". Άρθρο σε βιβλίο. 9 σελίδες.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Διαφορές μεταξύ της συμπεριφοράς οξείδωσης των γραφιτών μήτρας στοιχείων καυσίμου Α3 στον αέρα και στον ατμό και τη συνάφειά της στην πρόοδο ατυχήματος σε HTRs". Πρακτικά του ICAPP 04, Πίτσμπουργκ, Η.Π.Α
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Συμπεριφορά οξείδωσης ενός γραφίτη μήτρας στοιχείου καυσίμου HTR σε οξυγόνο σε σύγκριση με έναν τυπικό πυρηνικό γραφίτη". Στο: Nuclear Engineering and Design, 277 (2004), σελ. 281-284