Väljavõtted Lothar Hahni aruandest – juuni 1988

Ohutusprobleemid ja õnnetusohud

Peatükk 6.) HTR-mooduli ja teiste kõrge temperatuuriga reaktorite ohutusprobleemid ja õnnetusohud

peatükki 8.) HTR-liini levikuprobleemid

Ohutuse mõttes on HTR, eriti väikesed kõrge temperatuuriga reaktorid HTR-Modul ja HTR-100 väidetavalt imed. Huvitatud pooled esitavad väiteid, mis ei kannata kontrolli. Julgeolekudebatis domineerivad avalikkuses propagandakampaaniad, vajalik diferentseeritud kaalumine on seni kõrvale jäetud.

Põhimõtteliselt valib tuumatööstus sama lähenemisviisi, mis võeti kasutusele 70. aastate alguses kergveereaktori ohutusdebatis. Sellist stiili, kus avatud diskussiooni asemele astuvad trivialiseerimine ja varjamine, valeinformatsioon ja pooltõed, soosib julgeolekudebati enneolematu eraldatus avalikust spetsialistide diskussioonist. Huvide liitmine ja vähemalt ideaalsed vastastikused sõltuvused võimude, ekspertide (nt TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), nõustamisteenistuste (nt reaktoriohutuse komisjon), suuremahuliste uurimisasutuste (nt tuumauuringute rajatis) ja tööstusharu tähendab, et puudub tõeliselt sõltumatu järelevalveorgan ja tõhus demokraatlik kontroll on keelatud.

Eelnevalt vastutava föderaalse siseministri (BMI) loodud ajutise arutelurühma "Tulevate kõrgtemperatuursete tuumaelektrijaamade põhilised ohutusküsimused (HTR-500 / HTR moodul)" tegevust tuleb hinnata kui tüüpilist tegevust. selliste tingimuste tagajärg. See ametiasutuste, ekspertide ja tööstuse esindajatest koosnev komisjon arutas HTR-mooduliga seotud turvaküsimusi suletud uste taga kuni 1984. aastani. Selle kontrollimatu salaorgani tegelik ülesanne oli ilmselgelt välja töötada ühtne strateegia ja ohutuskriteeriumide tõlgendus hilisemate heakskiitmismenetluste ootuses, et valmistada ette HTR-mooduli ja HTR-500 sujuv heakskiit.

HTR-i väidetavate ohutuseeliste tehniliseks taustaks on tavaliselt reaktori südamiku väiksem võimsustihedus võrreldes kergvesireaktoriga, südamiku ja konstruktsioonimaterjalide suurem soojusmahtuvus ning kõrge temperatuuritaluvus. Sellele tuginedes väidetakse, et HTR käitub jahutusvedeliku rikke korral heatujuliselt ja loiult; jääksoojuse eemaldamise tõrgete korral kulgeb kütteprotsess nii aeglaselt, et endiselt on palju sekkumis- ja parandusvõimalusi intsidendi kontrolli taastamiseks. Lisaks on välistatud südamiku sulamine nagu kergvesireaktoris, kuna grafiit ei sula, kuid umbes 3500 ^o C sublimeerub, st temperatuuridel, mida väikestes ja keskmise suurusega kõrge temperatuuriga reaktorites nagunii ei saavutatud. Üldiselt väidetakse siis, et HTR-is ei ole õnnetuste jada võimalik, mille tagajärjel tekiks radioaktiivseid keskkonda heiteid, mis tingisid vajaduse võtta katastroofitõrjemeetmeid väljaspool rajatist.

Selline argument tuleb tagasi lükata kui vale ja kahtlane, sest see – kas teadlikult või alateadlikult? - möödub HTR-i tegelikest turvaprobleemidest. Osaliselt põhineb see kergveereaktori ohutusalaste kaalutluste ebaõigel ja kriitilisel ülekandmisel HTR-i ja seega HTR-i jahutustõrgete tähtsuse ülehindamisel.

Nagu kergveereaktori puhul, määrab ohupotentsiaal radioaktiivsete lõhustumissaaduste inventuuri ning nende loomulike vabanemismehhanismide järgi.

Lõhustumisproduktide radioaktiivsete kogusaaduste kogus sõltub eelkõige reaktori soojusvõimsusest ja vähem reaktori tüübist. HTR-mooduliga on see seega ca 5% Biblis-klassi kergveereaktori omast. Selle järgi on see inventar ikka nii suur (ca 2 x 10¹⁹ Becquerel), et selle inventari protsendi vabastamine on piisav elanikkonna tervisele tohutu kahju tekitamiseks. See kehtib seda enam, et väikesed kõrge temperatuuriga reaktorid tuleks eelistatavalt ehitada asulate lähedusse.

HTR-i vabastusmehhanismide osas ei oma tähtsust, kas südamiku sulamine on võimalik või mitte, kuid see sõltub sellest, kas ja millal kütuseelemendi osakesed ("kaetud osake") ja kütuseelemendid kaotavad oma säilitusefekti.^o C ja langeb temperatuurivahemikus 2000–2500 ^o C praktiliselt kaotas. Kuid need on täpselt sellised temperatuurid, mis saavutatakse THTR-300 ja HTR-500 puhul, kui jääksoojuse eemaldamine ebaõnnestub. Primaarahela lekke korral võivad tekkida eraldumised keskkonda, eriti kuna THTR-300-l puudub isolatsioon.

HTR moodul on ohutuse seisukohalt konstrueeritud nii, et kuumenemisõnnetuste korral ületab kütusesõlmede maksimaalne temperatuur passiivse soojuse hajumise tõttu kriitilist temperatuuri 1600. ^oEi tohiks ületada C. Kuid seda saab tagada ainult teatud tingimustel, sealhulgas passiivse soojuse hajumise ja eduka väljalülitamise tõhususe korral. Kui selleks vajaminevad süsteemid pole vajaduse korral saadaval, võivad HTR mooduliga areneda ka avariijärjestused, mille käigus kütuseelemendi temperatuur tõuseb üle 1600. ^oC tõus. See tähendab, et mooduliga on võimalikud ka massilised lõhustumisproduktide vabanemised kütusesõlmedest.

Määrav on aga see, et HTR-i aeglasem käitumine jahutusrikke korral osteti muuhulgas meetmega, mis on HTR-i spetsiifiliste õnnetuste võimalikuks põhjuseks: grafiidi kasutamine moderaatorina ja struktuurne materjal. Hoolimata ettevaatusabinõudest ei saa välistada suuremat vee (sekundaarahelast aurugeneraatori lekete kaudu) ja õhu sisenemist primaarringi. Kui turvasüsteemides tekib täiendav rike, on tagajärjeks tõsised grafiit-vesi reaktsioonid ja grafiidipõlengud. Seda tüüpi õnnetused kuuluvad ka HTR-mooduli riskide domineerivate protsesside hulka.

Lisaks on HTR-mooduliga palju muid õnnetusjuhtumeid, millest tuleks siin ilma pikema aruteluta mainida vaid mõnda põhjust:

• Välised mõjud, nt. B. lennuõnnetus, plahvatused, sabotaaž, sõjaaktid,
• Passiivsete komponentide rike, nt. B. torustike, surveanumate, pinnajahutite puhul.

Muud mõjud, millel võib olla otsene või kaudne negatiivne mõju HTR-mooduli ohutusele, on järgmised:

• turvakontseptsioon, mida on kulude tõttu (nt isolatsiooni puudumine) vähendatud,
• (koos arvukate tagasilöökidega) vähene töökogemus kõrge temperatuuriga reaktorites,
• (võrreldes kergveereaktoriga) madalam läbitungimissügavus ohutusanalüüsides,
• HTR-mooduli tervikliku riskianalüüsi puudumine.

HTR-mooduli ohutuse hindamisel tuleb samuti kindlaks teha – ilma kõiki ohutusega seotud probleeme käsitlemata –, et see tüüp eksisteerib ainult paberil ja et mõnda väidetavat ohutuseelist ei saa konkreetselt kontrollida. Kogemused on näidanud, et suur osa ohutusega seotud probleemidest tulevad ilmsiks alles siis, kui süsteem on seadistatud ja kasutusel, nagu näitab THTR-300 näide.

Väljatoodud ohutusprobleemide kokkuvõttena võib väita, et HTR-il – eriti selle väikeses versioonis HTR-moodulina – on peale z-i olulisi muid disainiomadusi. B. kergveereaktoril on seevastu, aga ka väikesel HTR-il on oma erilised ohutuspuudujäägid, mis võivad põhjustada suuri õnnetusi.

Lehe ülaosa

8. peatükk.) HTR-liini levikuprobleemid

Küsimus lõhustuva materjali kasutamise võimalikkusest relvatehnilistel eesmärkidel on seni ülima hoolega HTR-i arutelust kõrvale jäetud.

Levitamisprobleemi tehniliste aspektide uurimine on aga vajalik, kui soovitakse saada täielikku ülevaadet HTR-liini kõigist aspektidest. Siinkohal ei käsitleta lõhustuva materjali sõjaliseks otstarbeks ümbersuunamise võimalikke motiive ning lõhustuva materjali voogude jälgimise võimalusi ja piire. Selleks viidatakse teistele väljaannetele; siinkohal peaks see puudutama ainult tehnilisi probleeme.

Seoses reaktoriliini levikuprobleemidega tuleks tehnilisest vaatepunktist esitada järgmised küsimused:

• Millistes jaamades, mida kütus läbib, on lõhustuv materjal kujul, mis on otseselt relvade jaoks sobiv, st plutoonium (mis tahes isotoopkoostisega) või kõrgelt rikastatud uraan 235?
• Millistes neist jaamadest saab lõhustuvat materjali otseseks sõjaliseks kasutamiseks suunata?
• Millistes jaamades saab lõhustuvat materjali hargneda kujul, mis vajab enne sõjalistel eesmärkidel kasutamist füüsikalist ja/või keemilist töötlemist?

Vastused nendele küsimustele tuleks allpool välja tuua kolme tarnevaldkonna, reaktori käitamise ja kõrvaldamise kohta.

Tarnete poolel on mõnes jaamas alati juurdepääs rikastatud uraanile 235.

THTR-300 ja AVR-i kütuseelementide valmistamisel on U-235 väga rikastatud kujul otse juurdepääsetav erinevates protsessietappides, nimelt alates rikastamisest kuni kütuseelementide valmimiseni.

Iga THTR-300 kütuseelemendi kuul ja umbes pooled AVR kütuseelemendid (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich) sisaldavad igaüks umbes 1 g kõrgelt rikastatud U-235. Selle materjali ladustamis- ja töötlemiskogus NUKEMis jääb vahemikku üks tonn (soovitav käitluskogus on 6 t mis tahes rikastusastmest).

Kõrgelt rikastatud uraan 235 kadumine vahemikus 1–10 kg võib seetõttu jääda avastamata.

Tulevastesse HTR tehastesse on kavandatud ainult väherikastatud uraan. Seda saab ka nimetatud jaamades hargneda, sealhulgas vajalikke transpordiprotsesse; seda tuleb aga täiendavalt rikastada sõjaliseks kasutamiseks, mida saab põhimõtteliselt teostada igat tüüpi uraani rikastamistehases – ehkki erinevate jõu- ja ajanõuetega.

Reaktori töö hargnemise võimaluste osas väideti pärast Tšernobõli avariid mitmel korral, et Venemaa RBMK reaktorit kasutati relvade plutooniumi tootmiseks ja on selleks eriti sobiv, kuna kütuseelemendid eemaldatakse või lisatakse. sellele katkematut toitetööd katkestamata. Kuid just see omadus on HTR-il teatud määral ja seda mainitakse isegi HTR-mooduli erilise eelisena ("Kütuseelemendi vahetamisel pole seisakuid ega sellega seotud tööprotsesse.") pidev lisamine ja väljavõtmine ning Kütusesõlmede käepärasuse tõttu on tehniliselt võimalik igal ajal nende reaktori asukohas viibimise ajal osa neist kõrvale juhtida.

IAEA ja EURATOMi kütuseelementide metroloogiline ja arvestuslik registreerimine ei saa pakkuda täielikku kaitset ümbersuunamise eest, mis on tingitud mõõtmismetoodikast, mõõtmiste ebatäpsustest ja seire juhuslikust proovivõtust.

Isegi pärast kavandatud kasutamist reaktoris sisaldab kütus lõhustuvat materjali, mis sobib kasutamiseks relvades. Tooriumi / uraani strateegia THTR ja AVR kütuseelemendid sisaldavad lisaks ülejäänud uraan-235-le kvaliteetset tuumkütust U-233, mis põhimõtteliselt sobib ka relvade kasutamiseks. Kõigi tulevaste kõrgtemperatuuriliste reaktorite kasutatud kütus sisaldab sarnaselt kergveereaktorile plutooniumi ja teisi aktiniidid. Plutooniumi isotoopide segu sobib põhimõtteliselt relvadele.

Kuni U-233 ja plutoonium on suletud kütuseelementidesse, ei ole nendele lõhustuvatele materjalidele otse juurdepääs. Neile pääsete juurde ainult ümbertöötlemisprotsessi kaudu.

HTR-i kütuseelementide tsiviilotstarbeline ümbertöötlemine – nagu eespool mainitud – on seni ebaõnnestunud muu hulgas lahendamata ohutus- ja kiirguskaitseprobleemide tõttu (nt seoses grafiidi põletamisega).

Erinevalt HTR-i kütuseelementide ümbertöötlemise võimalikust ulatuslikust kasutuselevõtust tuumakütuse tootmise eesmärgil võiks tehnilisi ja majanduslikke probleeme sõjalise variandi puhul ignoreerida. Lisaks võib tähelepanuta jätta kiirguskaitse aspektid (nii töötajate kui ka elanikkonna jaoks). Lõpuks võiks tehase suuruse määrata puhtalt sõjalisest vaatenurgast ja hoida suhteliselt väikesena (nt nagu laboritehas). 

Madalrikastatud uraanist 235 valmistatud kasutatud tuumkütuse element sisaldab ca 0,1 g plutooniumi. Järelikult saaks aatomipommi materjali teoreetiliselt saada 50.000 1000 kasutatud kütuseelemendi palli töötlemisel ehk läbilaskevõimega XNUMX kuuli päevas vähem kui kahe kuu jooksul. Nendest vaatenurkadest ja sellistes mastaapides on see tee vaid näiliselt keerulisem ja tehniliselt nõudlikum kui plutooniumi tootmine teistest reaktoriliinidest. Igal juhul on seda lihtsam maskeerida, eriti kuna igas kohas hargnevaid kütuseelemente saab asendada näivelementidega.

Sellest vaatenurgast on HTR-il aga ainulaadne omadus, mida saab sõjaliselt kasutada: seda saab kasutada tõhusa triitiumitootjana. Aatomipommides kasutamiseks mõeldud triitiumi teket saab kontrollida sobiva kütusekoostise abil (nt liitiumi lisamisega) ja see võib pakkuda sõjalist huvi tehniliselt hästi arenenud tuumarelvaga riikidele. Üks Ameerika HTR-i pakkuja on selle sõjalise võimalusega isegi räigelt üritanud tungida relvastussektorisse.

Kokkuvõttes võib öelda, et kõrgtemperatuursete reaktorite, sealhulgas kütuse tarnimis- ja kõrvaldamisjaamade käitamine kujutab endast spetsiifilist leviku ohtu. Seoses tuumalõhustumispommide (uraan, plutoonium) materjalide ümbersuunamisega tekivad olukorrad, mis on kvalitatiivselt võrreldavad RBMK reaktori ja raskeveereaktori omadega. Seoses pommides kasutatava triitiumi tootmisega on HTR-il eriline sõjaline tähtsus.

(Aatomikiirguse vabanemine alates 1940. aastate algusest: vt INES – rahvusvaheline reitinguskaala ja tuumaõnnetuste loetelu kogu maailmas)

- tuumamaailma kaart -

Alates uraani kaevandamisest ja töötlemisest kuni tuumauuringuteni, tuumarajatiste ehitamise ja käitamiseni, sealhulgas õnnetused tuumaelektrijaamades, kuni uraani laskemoona, tuumarelvade ja tuumajäätmete käitlemiseni.
- Google Mapsiga kogu maailmas peaaegu kõike ühe pilguga -

tagasi

Uuringud THTR-i kohta

***

***

Lehe ülaosa

***