Incidentes inherentes y emisiones de radiactividad de la línea HTR.

Una nueva investigación (1) del científico Rainer Moormann sobre el funcionamiento del reactor de alta temperatura de torio (THTR) AVR en Jülich, que fue cerrado en 1988, no solo cuestiona toda la arquitectura de seguridad oficial anterior de esta línea de reactores, sino que también sacude el declaraciones de la comunidad nuclear internacional sobre las ventajas de los nuevos reactores de IV Generación en sus Fundaciones.

Sorprendentemente, esta crítica proviene de un científico que ha estado haciendo investigaciones regulares sobre la línea HTR en Forschungszentrum Jülich durante muchos años y ha publicado sobre esto (2). Con un grado de apertura sin precedentes, esta "reevaluación relacionada con la seguridad" es la primera en revelar problemas importantes en la operación y el desmantelamiento actual del reactor de prueba general (AVR) en Jülich y en abordar la contaminación radiactiva considerable. Aquí están los resultados en detalle:

"Este trabajo trata principalmente de algunos problemas de la operación del AVR que no han sido publicados adecuadamente pero que son relevantes para la seguridad".

"El circuito de refrigeración del AVR está muy contaminado con productos de fisión metálicos (Sr-90, Cs-137), lo que genera problemas considerables con el desmantelamiento actual. No se conoce con exactitud el alcance de la contaminación, pero la evaluación de los experimentos de deposición de productos de fisión sugiere que esta contaminación alcanzó un pequeño porcentaje de un inventario básico al final de la operación y, por lo tanto, es órdenes de magnitud más alta que los cálculos preliminares y también considerablemente más alta que la contaminación en grandes LWR. Una proporción significativa de esta contaminación está ligada al polvo de grafito y Por tanto, es parcialmente móvil en accidentes de alivio de presión, lo que debe tenerse en cuenta en las evaluaciones de seguridad de los futuros reactores ".

 

3. Las temperaturas centrales inadmisiblemente altas son la causa de altas emisiones.
"El resultado fue que la contaminación del circuito de enfriamiento del AVR no fue causada principalmente por una calidad inadecuada del elemento combustible, como se suponía anteriormente, sino más bien por temperaturas internas inadmisiblemente altas, que aceleraron las emisiones considerablemente. Las temperaturas internas inadmisiblemente altas solo se descubrieron 1 año antes de que finalizara la operación final del AVR, ya que un núcleo de racimo de guijarros aún no ha sido instrumentable. Las temperaturas máximas del núcleo en el AVR aún se desconocen, pero estaban más de 200 K por encima de los valores calculados
imposible."

4. El generador de vapor se dañó durante el funcionamiento.
Además, se midieron diferencias de temperatura azimutal de hasta 200 K en el borde del núcleo, lo que probablemente se puede atribuir a un desequilibrio en el rendimiento. Ocasionalmente se detectaron hebras de gas caliente con temperaturas superiores a 1100 ° C, que podrían haber dañado el generador de vapor. medido por encima del núcleo ".

5. La operación del AVR fue insegura y poco confiable. Como resultado, estas propiedades de seguridad negativas también se pueden esperar en los futuros reactores de IV Generación.
"Por lo tanto, no hubo una operación de AVR segura y confiable a temperaturas de salida de gas adecuadas para el calor del proceso, como se asumió como la base del desarrollo del VHTR de lecho de guijarros en el proyecto de Generación IV".

6. Los conjuntos combustibles esféricos HTR no pueden evitar que se escape la radiactividad. Un mito se expone como mentira.
"Los problemas de contaminación del AVR también están relacionados con el hecho de que los conjuntos combustibles HTR intactos no pueden considerarse una barrera casi completa para los productos de fisión metálica como lo son para los gases nobles. Los metales se difunden en el núcleo del combustible, en los revestimientos y en el grafito. Un gran avance a través de estas barreras se produce en el funcionamiento normal a largo plazo cuando se superan ciertos límites de temperatura específicos del producto de fisión. Este es un punto débil sin resolver en HTR que no existe en otros reactores ".

7. Hay una distribución descontrolada (!) De nucleidos radiactivos en todo el circuito de refrigeración.
"Otro punto débil del HTR que contribuyó a la contaminación del AVR se debe al hecho de que los nucleidos liberados de los elementos combustibles en el HTR se distribuyen de manera descontrolada por todo el circuito de enfriamiento. Debido a las altas tasas de deposición de productos de fisión químicamente reactivos en los circuitos de refrigeración HTR, es decir, la actividad liberada de los conjuntos de combustible no se puede eliminar mediante un sistema de limpieza, como es el estándar en el LWR ".

 

Comentario: Ahora sabemos por qué los operadores de THTR Hamm se resistieron a nuestra solicitud de un registro de nucleidos con tanta violencia después de su cierre. ¡Un desastre adicional se habría vuelto obvio y público!

8. Se produjo la entrada de agua. Estos deben eliminarse en el futuro con dispositivos adicionales.
"En caso de entrada de agua, la penetración de agua líquida en el guijarro, como sucedió en un accidente de AVR, debe excluirse estructuralmente para evitar un posible coeficiente de reactividad vacío positivo con excursión de reactividad".

9. Falta por completo una contención hermética a los gases (contenedor de seguridad), pero es absolutamente necesaria.
"Los criterios para una actividad acumulada máxima tolerable en el circuito de refrigeración HTR se desarrollaron sobre la base de las ordenanzas alemanas para accidentes de diseño, así como sobre la base de los requisitos de mantenimiento y desmantelamiento. La aplicación de estos criterios a los reactores de lecho de guijarros lleva a la conclusión que la contención hermética a los gases es necesaria incluso si no se suponen temperaturas centrales excesivas ".

10. En su estudio, el autor analiza si, en aras de la seguridad, por lo general debería evitarse temperaturas de gas calientes en el futuro. En otras palabras: el reactor de muy alta temperatura (VHTR), que fue particularmente favorecido en la generación IV, crea una gran cantidad de problemas que aún no se han resuelto. Para ello, sería indispensable un "programa de I + D muy amplio" antes de que se tomen medidas adicionales.

11. El desarrollo posterior del reactor de lecho de guijarros será muy costoso y, por lo tanto, los riesgos económicos deben estimarse con precisión de antemano. ¿Vale la pena el enorme esfuerzo?
"Un reactor experimental de lecho de guijarros ampliamente instrumentado sería indispensable para resolver estos problemas. Antes de iniciar un programa de I + D de este tamaño, se debe realizar un estudio de viabilidad que incluya una estimación de los costos para cuantificar el riesgo económico de este desarrollo. "

12. Todos los estudios de seguridad de HTR anteriores han sido inadecuados y demasiado optimistas en sus conclusiones.
"Con respecto a los accidentes más allá de la base de diseño, los problemas de seguridad en el caso de entrada de aire / incendio del núcleo aún no se han resuelto adecuadamente. Sería útil realizar un estudio de seguridad comparativo del HTR de pila de guijarros, el HTR de bloque y el LWR de generación III para Obtenga una declaración más confiable sobre la seguridad de los conceptos actuales de HTR de pila de guijarros: desde la perspectiva actual, los estudios de seguridad anteriores para los reactores de lecho de guijarros deben considerarse demasiado optimistas ".

 

Después de la publicación de este estudio crítico en el marco del Centro de Investigación de Jülich, solo puede haber una demanda: no más euros para la investigación HTR y la Generación IV; ninguna construcción del PBMR en Sudáfrica, lo que tendría exactamente los problemas mencionados.

 

1. Rainer Moormann: "Una reevaluación relacionada con la seguridad del funcionamiento del reactor de lecho de guijarros AVR y conclusiones para futuros reactores". Informes de Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Publicaciones anteriores de Rainer Moormann sobre el problema HTR:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Oxidación de materiales a base de carbono para sistemas de energía innovadores (HTR, reactor de fusión): estado y necesidades adicionales". Artículo en un libro. 11 páginas.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Estimación del término fuente para HTR de tamaño pequeño; un enfoque alemán Actas de la encuesta de la 1ª reunión sobre estudios básicos en el campo de la ingeniería de alta temperatura (incluidos los estudios de seguridad)". Artículo en un libro. 9 páginas.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Diferencias entre el comportamiento de oxidación de los grafitos de la matriz del elemento combustible A3 en el aire y en el vapor y su relevancia en el progreso de accidentes en HTR". Actas de la ICAPP 04, Pittsburg, EE. UU.
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Comportamiento de oxidación de un grafito matriz de elementos combustibles HTR en oxígeno en comparación con un grafito nuclear estándar". En: Ingeniería y diseño nuclear, 277 (2004), págs. 281-284.