Otteita Lothar Hahnin raportista - kesäkuu 1988

Turvallisuusongelmat ja onnettomuusriskit

Luku 6.) HTR-moduulin ja muiden korkean lämpötilan reaktorien turvallisuusongelmat ja onnettomuusriskit

kappaleeseen 8.) HTR-linjan leviämisongelmat

Turvallisuuden kannalta HTR:n, erityisesti pienten korkean lämpötilan reaktorien HTR-Modulin ja HTR-100:n sanotaan olevan ihmeitä. Asianomaiset osapuolet esittävät väitteitä, jotka eivät kestä tarkastelua. Propagandakampanjat hallitsevat julkisessa turvallisuuskeskustelussa, tarvittava eriytetty harkinta on toistaiseksi jätetty pois.

Periaatteessa ydinteollisuus valitsee saman lähestymistavan, joka otettiin käyttöön 70-luvun alussa kevytvesireaktorin turvallisuuskeskustelussa. Tällaista tyyliä, jossa trivialisointi ja salailu, väärä tieto ja puolitotuukset syrjäyttävät avoimen keskustelun, suosii turvallisuuskeskustelun ennennäkemätön eristäminen julkisesta asiantuntijakeskustelusta. Viranomaisten, asiantuntijoiden (esim. TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), neuvontapalvelujen (esim. Reaktorin turvallisuuskomissio), suurten tutkimuslaitosten (esim. ydintutkimuslaitos) sekä etujen yhdistäminen ja ainakin ihanteelliset keskinäiset riippuvuudet toiminnan välillä. teollisuuden vuoksi ei ole olemassa todella riippumatonta valvontaelintä ja tehokas demokraattinen valvonta on estetty.

Aiemmin vastaavan liittovaltion sisäministerin (BMI) perustaman ad hoc -keskusteluryhmän "Tulevien korkean lämpötilan ydinvoimaloiden perusturvallisuuskysymykset (HTR-500 / HTR-moduuli)" toiminta on arvioitava tyypilliseksi. tällaisten olosuhteiden seurauksena. Tämä viranomaisten, asiantuntijoiden ja teollisuuden edustajista koostuva komitea keskusteli HTR-moduuliin liittyvistä turvallisuuskysymyksistä suljettujen ovien takana vuoteen 1984 asti. Tämän hallitsemattoman salaisen elimen varsinaisena tehtävänä oli ilmeisesti kehittää yhteinen strategia ja turvallisuuskriteerien tulkinta myöhempiä hyväksymismenettelyjä ennakoiden HTR-moduulin ja HTR-500:n sujuvan hyväksynnän valmistelemiseksi.

Tekninen tausta HTR:n väitetyille turvallisuusetuille on yleensä reaktorisydämen pienempi tehotiheys verrattuna kevytvesireaktoriin, sydämen ja rakennemateriaalien korkeampi lämpökapasiteetti sekä korkea lämpötilankestävyys. Tämän perusteella väitetään, että HTR käyttäytyy hyväntahtoisesti ja hitaasti jäähdytysnestevian sattuessa; jos jäännöslämmön poisto epäonnistuu, lämmitysprosessi etenee niin hitaasti, että niitä on edelleen suuri määrä. interventio- ja korjausvaihtoehdoista tapahtuman hallinnan palauttamiseksi. Lisäksi kevytvesireaktorin kaltainen sydämen sulaminen on suljettu pois, koska grafiitti ei sula, mutta noin 3500 ^o C sublimoituu, eli lämpötiloissa, joita ei muutenkaan saavuteta pienissä ja keskikokoisissa korkean lämpötilan reaktoreissa. Yleisesti sanottuna sitten väitetään, että HTR:llä ei ole mahdollista onnettomuussekvenssiä, jonka seurauksena tapahtuisi radioaktiivisia päästöjä, mikä edellyttäisi katastrofinhallintatoimenpiteitä laitoksen ulkopuolella.

Tällainen väite on hylättävä vääränä ja kyseenalaisena, koska se - tietoisesti vai tiedostamatta? - ohittaa HTR:n todelliset turvallisuusongelmat. Se perustuu osittain kevytvesireaktorin turvallisuusnäkökohtien virheelliseen ja kritiikittömään siirtämiseen HTR:ään ja siten HTR:n jäähdytyshäiriöiden tärkeyden yliarviointiin.

Kevytvesireaktorin tapaan vaarapotentiaalin määräävät myös radioaktiivisten fissiotuotteiden varastot sekä niiden luonnolliset vapautumismekanismit.

Fissiotuotteiden radioaktiivinen kokonaisvarasto riippuu ensisijaisesti reaktorin lämpökapasiteetista eikä vähemmän reaktorin tyypistä. HTR-moduulilla se on siis noin 5 % Biblis-luokan kevytvesireaktorin vastaavasta. Näin ollen tämä varasto on edelleen niin suuri (noin 2 x 10¹⁹ Becquerel), että tämän inventaarion osan vapauttaminen riittää aiheuttamaan massiivisia vahinkoja väestön terveydelle. Tämä on sitäkin totta, että pienet korkean lämpötilan reaktorit tulisi mieluiten rakentaa lähelle asutusta.

HTR:n irrotusmekanismien kannalta on merkityksetöntä, onko sydämen sulaminen mahdollista vai ei, mutta se riippuu siitä, menettävätkö polttoaine-elementtihiukkaset ("pinnoitettu osa") ja polttoaine-elementit pidätyskykynsä ja milloin.^o C ja laskee 2000-2500 lämpötiloissa ^o C käytännössä hävisi. Nämä ovat kuitenkin juuri ne lämpötilat, jotka saavutetaan THTR-300:ssa ja HTR-500:ssa, jos jälkilämmön poisto epäonnistuu. Jos primääripiirissä on vuoto, voi tapahtua päästöjä ympäristöön, varsinkin kun THTR-300:ssa ei ole suojakoteloa.

HTR-moduuli on suunniteltu turvallisuusnäkökulmasta siten, että kuumenemisonnettomuuksissa polttoainenippujen maksimilämpötila ylittää passiivisen lämmönpoiston vuoksi kriittisen lämpötilan 1600 astetta. ^oEi saa ylittää C. Tämä voidaan kuitenkin taata vain tietyissä olosuhteissa, mukaan lukien passiivisen lämmönpoiston tehokkuus ja onnistunut sammutus. Jos tähän tarvittavia järjestelmiä ei ole tarvittaessa saatavilla, HTR-moduulilla voi kehittyä myös onnettomuusjaksoja, joiden aikana polttoaine-elementin lämpötila ylittää 1600 ^oC nousu. Tämä tarkoittaa, että myös massiiviset fissiotuotteiden vapautukset polttoainenippuista ovat mahdollisia moduulin avulla.

Ratkaisevaa on kuitenkin se, että HTR:n hitaampi käyttäytyminen jäähdytyshäiriön sattuessa ostettiin muun muassa toimenpiteellä, joka on mahdollinen HTR-kohtaisten onnettomuuksien syy: grafiitin käyttö moderaattorina ja rakennemateriaali. Varotoimenpiteistä huolimatta ei voida sulkea pois mahdollisuutta, että vettä (toisiopiiristä höyrygeneraattorin vuotojen kautta) ja ilmaa pääsee sisään ensiöpiiriin. Jos turvajärjestelmissä tapahtuu ylimääräinen vika, seurauksena on vakavia onnettomuuksia, joissa on grafiitti-vesi-reaktioita ja grafiittipalot. Tämäntyyppiset onnettomuudet ovat myös HTR-moduulin riskejä hallitsevia prosesseja.

Lisäksi HTR-moduulilla on suuri määrä muita onnettomuussarjoja, joista vain muutama syy on syytä mainita tässä ilman lisäkeskusteluja:

• Ulkoiset vaikutteet, mm. B. lento-onnettomuus, räjähdykset, sabotaasi, sotatoimet,
• Passiivisten komponenttien vika, esim. B. putkistoihin, paineastioihin, pintajäähdyttimiin.

Muita vaikutuksia, joilla voi olla suora tai epäsuora negatiivinen vaikutus HTR-moduulin turvallisuuteen, ovat:

• turvallisuuskonsepti, jota on pienennetty kustannussyistä (esim. eristämisen puuttuminen),
• (yhdessä lukuisten takaiskujen kanssa) vähäinen käyttökokemus korkean lämpötilan reaktoreista,
• (kevytvesireaktoriin verrattuna) pienempi tunkeutumissyvyys turvallisuusanalyyseissä,
• HTR-moduulin kattavan riskianalyysin puuttuminen.

HTR-moduulin turvallisuusarviointia varten on myös vielä määritettävä - käsittelemättä kaikkia turvallisuuden kannalta merkittäviä ongelmia - että tämä tyyppi on olemassa vain paperilla ja että joitain väitetyistä turvallisuusetuista ei voida erikseen tarkistaa. Kokemus on osoittanut, että suuri osa turvallisuuteen liittyvistä ongelmista tulee ilmi vasta järjestelmän asennuksen ja käytön yhteydessä, kuten THTR-300:n esimerkki osoittaa.

Esitettyjen turvallisuusongelmien päätelmänä voidaan todeta, että HTR:ssä - erityisesti pienessä versiossaan HTR-moduulina - on merkittäviä muitakin suunnitteluominaisuuksia kuin z. B. kevytvesireaktorilla on toisaalta, mutta myös pienessä HTR:ssä on erityisiä turvallisuuspuutteita, jotka voivat johtaa suuriin onnettomuuksiin.

sivun alkuun

Luku 8.) HTR-linjan leviämisongelmat

Kysymys mahdollisuudesta käyttää halkeamiskelpoista materiaalia teknisiin asetarkoituksiin on toistaiseksi jätetty HTR-keskustelun ulkopuolelle äärimmäisen huolellisesti.

Leviämisongelman teknisten näkökohtien tutkiminen on kuitenkin välttämätöntä, jos halutaan saada täydellinen kuva HTR-linjan kaikista näkökohdista. Tässä jätetään pois keskustelu mahdollisista syistä fissioituvan aineen ohjaamiseen sotilaallisiin tarkoituksiin sekä halkeamiskelpoisten materiaalivirtojen seurannan mahdollisuuksista ja rajoista. Tätä varten viitataan muihin julkaisuihin; tässä vaiheessa sen pitäisi koskea vain teknisiä kysymyksiä.

Mitä tulee reaktorilinjan leviämisongelmiin, teknisestä näkökulmasta tulee esittää seuraavat kysymykset:

• Millä asemilla, joiden läpi polttoaine kulkee, on halkeamiskelpoista materiaalia suoraan aseisiin sopivassa muodossa, eli plutoniumina (mikä tahansa isotooppinen koostumus) tai korkeasti rikastettu uraani 235?
• Millä näistä asemista halkeavaa materiaalia voidaan ohjata suoraan sotilaskäyttöön?
• Millä näistä asemista halkeavaa materiaalia voidaan haaroittaa muodossa, joka vaatii fysikaalista ja/tai kemiallista käsittelyä, ennen kuin sitä voidaan käyttää sotilaallisiin tarkoituksiin?

Vastaukset näihin kysymyksiin tulee hahmotella alla kolmella osa-alueella: toimitus, reaktorin käyttö ja loppusijoitus.

Tarjontapuolella on aina mahdollisuus saada rikastettua uraani 235:tä joillakin asemilla.

THTR-300:n ja AVR:n polttoaine-elementtien valmistuksen aikana U-235 on suoraan saatavilla eri prosessivaiheissa erittäin rikastetussa muodossa, nimittäin rikastamisesta polttoaine-elementtien valmistumiseen.

Jokainen THTR-300:n polttoaine-elementtipallo ja noin puolet AVR-polttoaineelementeistä (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich) sisältävät kukin noin 1 g erittäin rikastettua U-235:tä. Tämän materiaalin varastointi- ja käsittelymäärä NUKEMissa on tonnin luokkaa (pyydetty käsittelymäärä on 6 t riippumatta rikastusasteesta).

Korkeasti rikastetun uraani 235:n katoaminen 1–10 kg:n välillä saattaa siksi jäädä huomaamatta.

Tuleville HTR-laitoksille suunnitellaan vain vähän rikastettua uraania. Tämä voidaan myös haaroittaa mainituilla asemilla, mukaan lukien tarvittavat kuljetusprosessit; Sitä on kuitenkin rikastettava edelleen sotilaskäyttöä varten, mikä periaatteessa voidaan suorittaa missä tahansa uraanin rikastuslaitoksessa - tosin erilaisin vaivan ja aikavaatimuksin.

Reaktorin toiminnan haarautumismahdollisuudesta Tšernobylin onnettomuuden jälkeen on useaan otteeseen väitetty, että venäläistä RBMK-reaktoria on käytetty aseiden plutoniumin tuotantoon ja se soveltuu tähän erityisen hyvin, koska polttoaine-elementtejä poistetaan tai lisätään. siihen keskeyttämättä jatkuvaa tehotoimintaa. Juuri tämä ominaisuus HTR:llä on kuitenkin tietyssä määrin, ja se mainitaan jopa HTR-moduulin erityisenä etuna ("Polttoelementtien vaihdoissa ei ole seisokkeja eikä niihin liittyviä käyttöprosesseja.") Koska jatkuva lisäys ja poisto ja Polttoainenippujen kätevyyden vuoksi on teknisesti mahdollista milloin tahansa niiden oleskeluaikana reaktorialueella siirtää osa niistä pois.

IAEA:n ja EURATOMin polttoaine-elementtien metrologinen ja kirjanpidollinen kirjaaminen ei voi tarjota täydellistä suojaa väärinkäytöltä mittausmenetelmien, mittausepätarkkuuksien ja seurannan satunnaisotannan vuoksi.

Polttoaine sisältää asekäyttöön soveltuvaa halkeamiskykyistä materiaalia myös reaktorissa suunnitellun käytön jälkeen. Torium/uraanistrategian THTR- ja AVR-polttoaine-elementit sisältävät muun uraani-235:n lisäksi korkealaatuista ydinpolttoainetta U-233, joka periaatteessa soveltuu myös asekäyttöön. Kaikkien tulevien korkean lämpötilan reaktorien käytetty polttoaine sisältää kevyen vesireaktorin tapaan plutoniumia ja muita aktinideja. Plutonium-isotooppien seos soveltuu periaatteessa aseisiin.

Niin kauan kuin U-233 ja plutonium ovat polttoaine-elementtien sisällä, näihin halkeamiskelpoisiin materiaaleihin ei pääse suoraan käsiksi. Voit käyttää niitä vain uudelleenkäsittelyprosessin kautta.

HTR-polttoaine-elementtien siviilijälleenkäsittely - kuten edellä mainittiin - on toistaiseksi epäonnistunut mm. ratkaisemattomien turvallisuus- ja säteilysuojeluongelmien vuoksi (esim. grafiitin polton yhteydessä).

Toisin kuin HTR-polttoaine-elementtien uudelleenkäsittelyn mahdollista laajamittaista käyttöönottoa ydinpolttoaineen tuotantoa varten, tekniset ja taloudelliset ongelmat voitaisiin jättää huomiotta sotilaallisessa versiossa. Lisäksi säteilysuojeluun liittyvät näkökohdat (sekä työntekijöiden että väestön osalta) voitaisiin jättää huomiotta. Lopuksi järjestelmän koko voitiin määrittää puhtaasti sotilaallisesta näkökulmasta ja pitää suhteellisen pienenä (esim. laboratoriojärjestelmän kaltaisena). 

Vähärikastetusta uraanista 235 valmistettu käytetty polttoaine-elementti sisältää noin 0,1 g plutoniumia. Näin ollen atomipommin materiaalia voitaisiin teoriassa saada käsittelemällä 50.000 1000 käytettyä polttoaine-elementtipalloa eli XNUMX palloa päivässä alle kahdessa kuukaudessa. Näistä näkökulmista ja näissä mittakaavassa tämä reitti on vain näennäisesti monimutkaisempi ja teknisesti vaativampi kuin plutoniumin tuotanto muilta reaktorilinjoilta. Joka tapauksessa se on helpompi naamioida, varsinkin kun missä tahansa pisteessä haarautuneet polttoaine-elementit voidaan korvata valeelementeillä.

Tästä näkökulmasta katsottuna HTR:ssä on kuitenkin ainutlaatuinen ominaisuus, jota voidaan käyttää sotilaallisesti: sitä voidaan käyttää tehokkaana tritiumin tuottajana. Tritiumin tuottoa atomipommeissa käytettäväksi voidaan ohjata sopivalla polttoainekoostumuksella (esim. lisäämällä litiumia) ja se voi olla sotilaallisesti kiinnostavaa teknisesti kehittyneille ydinasevaltioille. Amerikkalainen HTR-toimittaja on jopa räikeästi yrittänyt tunkeutua asesektorille tällä sotilaallisella vaihtoehdolla.

Yhteenvetona voidaan todeta, että korkean lämpötilan reaktorien toiminta, mukaan lukien polttoaineen syöttö- ja loppusijoitusasemat, muodostaa erityisen leviämisriskin. Mitä tulee ydinfissiopommien materiaalien (uraani, plutonium) ohjaamiseen, syntyy tilanteita, jotka ovat laadullisesti verrattavissa RBMK-reaktorin ja raskasvesireaktorin tilanteisiin. Pommeissa käytettävän tritiumin tuotannossa HTR on erityisen sotilaallinen merkitys.

(Atomien säteilyn vapautuminen 1940-luvun alusta lähtien: ks INES - Kansainvälinen luokitusasteikko ja luettelo ydinonnettomuuksista maailmanlaajuisesti)

- Ydinmaailman kartta -

Uraanin louhinnasta ja käsittelystä ydintutkimukseen, ydinlaitosten rakentamiseen ja käyttöön, mukaan lukien ydinvoimalaitosonnettomuudet, uraaniammusten, ydinaseiden ja ydinjätteen käsittelyyn.
- Maailmanlaajuisesti melkein kaikki yhdellä silmäyksellä Google Mapsin avulla -

takaisin

Tutkimuksia THTR:stä

***

***

sivun alkuun

***