Põhilised turvaprobleemid

kõrge temperatuuriga reaktoris ja THTR-300 erilised puudujäägid

Lothar Hahn – juuni 1986

HTR-i oletatavale "olemuslikule" turvalisusele

Alates kõrgtemperatuuriliste reaktorite arendamise algusest on huvitatud osapooled püüdnud avalikkusele vihjata, et HTR on "olemuselt" ohutu. Sellel nutikalt konstrueeritud reklaamistrateegial on kahtlemata olnud teatud edu, sest see on toonud kaasa enneolematu desinformatsiooni isegi tuumaenergia debatis. Nagu vaevalt ükski teine ​​tuumatööstuse väide, põhineb see teaduslikult põhjendamatutel oletustel ja valedel järeldustel.

Tehnoloogias, eriti tuumatehnoloogias, nimetatakse süsteemi loomupäraselt ohutuks, kui see jääb oma kavandatud olekusse ainult füüsikaliste ja keemiliste seaduste alusel ja kui see ei sõltu õnnetusjuhtumite lahendamisel aktiivsete ohutusseadmete toimimisest. personali sekkumine on juhendatud (vastavalt Alwin Weinbergi definitsioonile).

Kergeveereaktoril neid omadusi teatavasti ei ole. Samas on ka täiesti selge, et praktiliselt kõik HTR-i kontseptsioonid, mida siiani on tõsiselt ellu viidud, ei ole oma olemuselt ohutud ja eriti THTR-300-l seda omadust ei ole. Näiteks kaks peamist ohutusega seotud nõuet, seiskamine ja jääksoojuse eemaldamine (ja seega lõppkokkuvõttes ka lõhustumisproduktide säilitamine), sõltuvad aktiivsetest ohutusseadmetest ja/või käepidemetest, kui peaks juhtuma tõsine õnnetus ja radioaktiivse inventari märkimisväärne eraldumine. ära hoida.

Väidetava loomupärase ohutuse tõestuseks nimetab HTR-i tööstus tavaliselt mõningaid omadusi, mille poolest HTR erineb kergveereaktorist ja millel on väidetavalt ohutuse seisukohast kasulik mõju. HTR pole aga selle eest kaugeltki oma olemuselt ohutu, sest lisaks väidetavalt soodsatele on HTR-il ka ebasoodsaid ohutusega seotud omadusi, mida teistel reaktoritüüpidel pole. Allpool on esitatud ja kommenteeritud HTR-i kõige sagedamini tsiteeritud väidetavad eelised:

• Eigenschaft: Madal võimsustiheduse ja soojusmahtuvuse suhe, st aeglasem temperatuuri tõus võrreldes (võrreldes kergvee reaktori või generaatoriga) jahutusrikke korral.
• kommentaar: See pole õige, kuid kehtib ainult teatud jahutustõrgetega sündmuste kohta. HTR-spetsiifiliste vee-, õhu- ja reaktsiooniõnnetuste korral on see omadus väiksema tähtsusega. Kui on vaja kiiret jahutamist, on suur soojusmahtuvus pigem ebasoodne.
• Eigenschaft: Keraamiliste kütuseelementide ja südamiku struktuurimaterjalide kõrge temperatuuritaluvus, südamiku sulamine, näiteks B. võimalik kergveereaktoris.
• kommentaar: Väide on õige, kuid eirab tegelikku probleemi. See ei puuduta peamiselt tuuma sulamise võimalust, vaid pigem küsimust, kas ja kuidas saab radioaktiivseid lõhustumisprodukte vabastada. Temperatuuridel üle 1600^o Kütuseosakestest ja kütusesõlmedest eraldub märgatav osa lõhustumisprodukte. See efekt suureneb veelgi kõrgemal temperatuuril ja hiljemalt ca 2500 juures^oC primaarvooluringi eraldub massiliselt. Temperatuurid, mille juures tekivad ohtlikud eraldumised, on võimalikud kõigi suurte ja suurte kõrgtemperatuursete reaktorite südamikus õnnetuste tõttu, ilma et grafiit kaotaks oma mehaanilist konsistentsi. Väide, et südamiku sulamine ei ole HTR-iga võimalik, on seetõttu eksitav ega ole vabastamismehhanismide jaoks asjakohane.
• Eigenschaft: Reaktiivsuse negatiivse temperatuuri koefitsient, st elektrienergia tootmise vähenemine temperatuuri tõusuga.
• kommentaar: See omadus ei ole HTR-i spetsiifiline, kuid esineb ka kergveereaktorites; ilma selle omaduseta ei kiidetaks heaks ei HTR-i ega kergveereaktorit. Eelkõige vajab HTR negatiivset temperatuuri reaktsioonivõime koefitsienti, kuna juhusliku kuumenemise korral - erinevalt kergvesireaktorist - säilib moderaatori efekt. Lisaks võib väita, et temperatuuri koefitsient muutub temperatuuri tõustes järjest vähem negatiivseks, et samal ajal muutuvad määramatused selle kulgemise teadmises aina suuremaks ja et üle ca 1200^oC selle väärtusi ei ole eksperimentaalselt kontrollitud. Teine HTR-i eriline puudus on see, et kiire jahutamise korral on võimalikud reaktsiooniõnnetused.
• Eigenschaft: Sisemine, faasistabiilne, neutroniga füüsikaliselt neutraalne jahutusvedeliku heelium.
• kommentaar: On õige, et jahutusgaas sisaldab lisandeid, mis võivad põhjustada kütusesõlmede korrosiooninähte; seetõttu tuli muu hulgas nende lisandite vähendamiseks ette näha spetsiaalselt gaasipuhastussüsteem. Ülejäänud kaks heeliumi omadust (faasistabiilsus, neutronite füüsikaline neutraalsus) omavad vähe tähtsust. Vastasel juhul saab jahutusvedelikuna kasutada ainult heeliumi.

Loomulikult tuleb HTRi väljatoodud ilmseid ohutuseelisi võrrelda ka konkreetsete puuduste ja ohutusprobleemidega. Mõned mainitud väidetavalt positiivsed omadused põhinevad grafiidi valikul moderaatoriks ja konstruktsioonimaterjaliks. Grafiidi omadused põhjustavad ka HTR-ile tüüpilisi ja HTR-spetsiifilisi õnnetusjuhtumeid, nimelt grafiidi-vee reaktsioonid pärast vee sissetungimise õnnetusi (põhjustatud aurugeneraatori leketest) ja grafiidipõlenguid pärast õhu sissetungimisega seotud õnnetusi. Nõutavate ohutusfunktsioonide täiendava rikke korral (nt vee sissetungimise korral: aurugeneraatori väljalülitamine, jääksoojuse eemaldamine, reaktori väljalülitamine) ei kontrollita neid juhtumeid ja need võivad põhjustada kontrollimatuid eraldumist, millega kaasneb märkimisväärne kahju. reaktori läheduses. Muuhulgas põhjusel, et need eraldumised toimuvad varem kui pärast puhast südamiku kuumenemisõnnetust, võib eeldada, et vee ja õhu sissetungimisest põhjustatud õnnetused käivitavad HTR-is riskantsed avariiprotsessid.

Lisaks seda tüüpi õnnetustele suurendavad kõrge temperatuuriga reaktorites õnnetuste ohtu oluliselt ka nn reaktiivsusõnnetused, st õnnetused, mis vallanduvad juhtimis- ja seiskamisvarraste süsteemide talitlushäiretest.

Võib pidada kindlaks, et HTR-i lobby viitab intsidentide uurimisele osana THTR-300 heakskiitmise protsessist ja KFA (tuumauuringute rajatis) Jülichi HTR-i ohutusanalüüsidele, et põhjendada oma väidet, et mainitud intsidendid. on kontrollitud või ei too kaasa olulisi kahjustusi süsteemi läheduses, isegi kui teised ohutussüsteemid ebaõnnestuvad. Tuleb märkida, et kõrge temperatuuriga reaktorite õnnetusohu kohta seni esitatud uuringud on esialgsed, mittetäielikud, suures osas kinnitamata ja teaduslikult vastuolulised. Enne kui konsensus oleks mõeldav või eriarvamuse vähendamine, on teaduslik-tehnilise diskussiooniprotsessi olulised elemendid ja eeldused alles ootamas. B. kriitiline ja sõltumatu ülevaade, allikate jälgitavus ja juurdepääsetavus.

Lisaks on kummaline, et siiani on riskiuuringuid tehtud vaid HTR-i kontseptsioonide kohta, mis kas ei realiseeru kunagi (HTR-1160) või on eksisteerinud vaid paberil (HTR-500, moodul), kuid on ainsad. Saksamaal olemasolev suuremahuline HTR-süsteem THTR-300, välja arvatud pealiskaudne lühike uuring, riskiuuringut ei teosta.

THTR-300 omadused, mis on turvalisuse seisukohalt ebasoodsad

THTR-300 ohutusega seotud hindamine, mis põhineb selle disainifunktsioonidel ja konstruktsioonipõhimõtetel – olenemata kasutuselevõtu käigus ilmnevatest negatiivsetest üllatustest – paljastab mitmeid ohutusega seotud ebasoodsaid omadusi. THTR-300 ohutusega seotud konstruktsiooni põhjalikku hindamist ei tule praegu läbi viia. Siinkohal tuleb näidetena käsitleda vaid kolme konstruktsioonitunnust, mis mitte ainult ei tundu kriitilisest positsioonist küsitavad, vaid põrkuvad ka tuumareeglite ja -määrustega ning tuumatehnoloogia nn ohutusfilosoofiaga. Võttes arvesse ka kergveereaktorite (millele põhinevad põhiliselt tuumaeeskirjad) ja THTR-300 erinevusi, ilmneb THTR-300 reaktoritehnoloogia aluspõhimõtete rikkumine järgmiste näidete põhjal.

Näide 1:

Need kaks väljalülitussüsteemi ei ole piisavalt sõltumatud, mitte mitmekesised ega vasta kõikidele tööseisunditele ja tõrgetele neile esitatavatele nõuetele. Seega vastupidiselt reaktoriohutuse komisjoni arvamusele ei vasta seiskamissüsteemid tuumaelektrijaamade BMI ohutuskriteeriumitele (kriteerium 5.3.). Pikka aega on olnud väljalülituskontseptsioone, mis on THTR-300 omast selgelt ja palju paremad oma mitmekesisuse, seiskamise tasakaalu ja töökindluse poolest ning mis on ka tehniliselt teostatavad.

Näide 2:

THTR-300-l ei ole iseseisvat avariijahutussüsteemi, nagu on ette nähtud ja rakendatud kergveereaktori jaoks. Jääksoojus eemaldatakse töötava ventilaatori ja aurugeneraatori abil. Muide, kavandatav järelkasvureaktor HTR-500 tuleb varustada kahe sõltumatu seadmega jääksoojuse eemaldamiseks.

Näide 3:

THTR-300-l puudub isolatsioon nagu kergveereaktoril, mis koosneb gaasikindlast ohutusmahutist ja betoonkest. THTR-300 on varustatud ainult (mitte õhutiheda) nn reaktorikaitsehoonega (tööstushalli kontseptsioon)

Seni päevavalgele tulnud ehitusvead

Lisaks ohutuspuudujääkidele, mis on THTR-300 konstruktsioonis põhjendatud, on eelmises kasutuselevõtufaasis ilmnenud mitmeid konstruktsiooni vigu ja projekteerimisvigu, millest osa on põhjustanud intsidente ja täiendavaid ohutusprobleeme.

Näide 1:

Kivi on kompaktsem, kui prognoosides eeldati. Sellel on mitmeid tagajärgi:

• Kui südamikuvardad viiakse pikaajalise seiskamise eesmärgil kivikesse, mõjuvad varrastele konstruktsiooni piiril olevad suurenenud jõud.
• Niigi ebasoodsa südamiku varraste süsteemi töökindlus halveneb veelgi. B. näitas sündmust 23. novembril 11 (vt ptk 1985).
• Tulemuseks on vajadus kivihunnik lahti lasta seda ringledes, mis aga ei anna mingit abi, kuna varda sisse liigutades surutakse kivihunnik korduvalt kokku.
• Palli purunemise määr on palju suurem kui arvutatud. Kui Atomwirtschaft (atw) 1982. aasta detsembrist öeldi Hoch Temperatur-Reaktorbau GmbH töötajate artiklis, et "kahe tööaasta jooksul purustatakse südamiku varraste poolt keskmiselt ainult üks kütuseelement", siis elektrijaam. direktor Glahe nüüd lisatud 800 purustatud palli. Muudel andmetel on juba nii palju palle purunenud, et üks kahest purunenud palli hoidmiseks ette nähtud anumast on täis; Mõlemad paagid koos on konstrueeritud nii, et need võtaksid arvesse kogu süsteemi kasutusaja jooksul tekkivat kuuli purunemist. ("Westfälische Anzeiger 19. mai 5" teatas: "Peaaegu poolteist aastat pärast proovioperatsiooni algust tuli eemaldada 1987 (!) tennisepalli suurust kütuseelementi ..."; Horst Blume ).
• Ootamatult suur radioaktiivselt saastunud grafiidi ja kütusetolmu kogunemine ning metalliline hõõrdumine oli 4. mail 5 toimunud õnnetuse põhjuseks. Lisaks tekivad probleemid saastumisest ja tolmu kogunemisest süsteemi arvukatesse punktidesse. Muuhulgas suurendab see ventiilide ja muude seadmete rikke tõenäosust. 

Näide 2:

Üle teatud võimsuse ei saa pallivaia enam tsirkuleerida, kuna jahutusgaasi voolu liigsete voolujõudude tõttu palli väljatõmbetoru "separaatoril" ei saa enam palle välja tõmmata. See toob kaasa tööpiirangud.

Näide 3:

Vale isolatsiooni dimensioon aurugeneraatori rõngas, samuti ventilatsioonisüsteemi ebapiisav projekteerimine võib põhjustada liiga kõrgeid temperatuure süsteemi teatud väljundi ja välistemperatuuri osades.

Näide 4:

Primaarsete jahutusgaasi voogude ebaõige suunamise korral on jahutus läbi südamiku planeeritust väiksem nn möödaviigu olemasolu tõttu. See tähendab, et täiskoormust ei ole võimalik saavutada, mida operaator tõenäoliselt püüab vältida täiendavate manipulatsioonidega reaktori südamikus.

Näide 5:

Nn reaktorikaitsehoone ei ole õhutihe, mistõttu reaktorisaalist võimalike radioaktiivsete ainete keskkonda sattumise vähendamiseks mõeldud alarõhku ei saa kõikjal üles ehitada. Seda viga püütakse ajutiste tihendusmeetmete abil kontrolli alla saada.

Lisaks nendele projekteerimisvigadele ja -puudustele on veel mitmeid puudusi, mis väidetavalt on osaliselt või täielikult kõrvaldatud, nt. B. leke voodri jahutussüsteemis ja viga laadimissüsteemis. Hetkel ei ole võimalik hinnata, kas need ja teised vead on tõesti lõplikult ja täielikult kõrvaldatud.

Juhtumid lennukis THTR-300

Kindlasti on juhtumid lõppkokkuvõttes alati ettenägematud ja ootamatud sündmused, kui neid hinnata üksiksündmustena. Sellegipoolest tuleb THTR-300 seni kättesaadava õnnetuste nimekirja hindamisel tagantjärele kindlaks teha, et mitmed intsidendid ja/või õnnetuste tüübid on konstrueeritavad ja peaaegu vältimatult aset leidnud. Juhtumite loend sisaldab järgmisi sündmusi:

23.11.1985:

Pikaajalise seiskamise süsteemi neljakümne kahest südamikuvardast seitset ei õnnestunud plaanipäraselt kiviklibuklastri täissügavusse ajada. Täieliku tagasitõmbamiseni viis ainult töötava lühitaktilise ajami kasutamine. Südamikvarraste süsteemi osalise tõrke tegelik põhjus seisneb kokkusurutud kiviklappide tõttu suurenenud varraste jõududes. Teabepoliitika ja operaatori selgituskatsed osutusid ebausutavaks. (Näiteks südamiku varraste sisestamine peab loomulikult olema tagatud ka ilma ammoniaaki kui "määrdeainet" söötmiseta, kuna ammoniaagi etteanne ei ole loa järgi ohutussüsteem.)

04.05.1986:

Selle suurenenud radioaktiivse eraldumisega õnnetuse põhjuseks võib olla grafiidi ja kütusetolmu suurenenud kogunemine ja hõõrdumine. Pärast seda, kui laadimissüsteemi puhvertsooni madalrõhu poolel asuv klapp ei sulgunud tolmu saastumise tõttu ja seda viga ei saanud kõrvaldada isegi (mitteradioaktiivse) puhastusgaasiga, avas operaator primaarpoole klapi. puhastamise eesmärgil. Märkimisväärne kogus radioaktiivselt saastunud primaarjahutusgaasi koos tolmuga paiskus otse ja filtreerimata läbi korstna rõhualanduskanali kaudu keskkonda. Lisaks radioloogilistele aspektidele on selle juhtumi puhul eriti murettekitav see, et kirurg tegi ilmse vea ning konstruktsiooni ja konstruktsiooni tõttu (blokeeringu puudumise tõttu) on üldse võimalik, et üksainus viga võib vallandada primaarse jahutusgaasi otsene eraldumine, mis on vastasel juhul täiendava vea korral (nt edasise töövea või primaarpoolse klapi sulgemisfunktsiooni rikke tõttu) jahutusvedeliku peaaegu täielik kadu keskkonda. on laienenud.

Lisaks nendele kahele täpsemalt kirjeldatud ja avalikult teada olevale juhtumile oli veel mitmeid turvalisusega seotud intsidente:

• Viga avariitoiteallikas
• Rikked mõõtmistehnoloogias ja juhtimisseadmetes
• NK 11 hädajahutusprotseduur on käivitunud juba 45 korda; see tähendaks, et 45 sellisest jahutuse hädaseiskamise protseduurist koosnev kontingent kogu süsteemi kasutusea jooksul oleks ära kasutatud juba veerandi ulatuses. 

Hindamine

THTR-300-le omased ebasoodsad ohutusomadused, disainilahenduse eriomadused, seni teadaolevad ehitusvead ja senised kasutuselevõtufaasi tulemused tingivad tungivalt vajaduse mitte THTR-300 uuesti käivitada. Vastasel juhul on edasised negatiivsed üllatused, raskused ja juhtumid vältimatud. Ohutuse seisukohalt (aga ka majanduslikel kaalutlustel) palutakse operaatoril katkestada ohtlik laiaulatuslik katse THTR-300-ga. Juba praegu võib teha järelduse, et kivikihi reaktori tehnoloogia on ebaõnnestunud.

(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

***