Extraits du rapport de Lothar Hahn - Juin 1988

Problèmes de sécurité et risques d'accidents

Chapitre 6.) Problèmes de sécurité et risques d'accident du module HTR et autres réacteurs à haute température

au chapitre 8.) Problèmes de prolifération avec la ligne HTR

En termes de sécurité, les HTR, en particulier les petits réacteurs à haute température HTR-Modul et HTR-100, seraient des miracles. Les parties intéressées font des réclamations qui ne résistent pas à l'examen. Les campagnes de propagande dominent le débat sur la sécurité en public, la nécessaire considération différenciée a jusqu'à présent été omise.

En principe, la même approche est choisie par l'industrie nucléaire qui a été introduite au début des années 70 dans le débat sur la sûreté du réacteur à eau légère. Un tel style, dans lequel la banalisation et la dissimulation, la désinformation et les demi-vérités remplacent le débat ouvert, est favorisé par un isolement sans précédent du débat sur la sécurité du débat public spécialisé. La fusion des intérêts et les interdépendances au moins idéales entre les actions des autorités, des experts (par exemple TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), des services consultatifs (par exemple la Commission de sécurité des réacteurs), des instituts de recherche à grande échelle (par exemple une installation de recherche nucléaire) et l'industrie signifie qu'il n'existe pas d'organe de contrôle vraiment indépendant et qu'un contrôle démocratique efficace est désactivé.

L'activité d'un groupe de discussion ad hoc « Questions fondamentales de sûreté des futures centrales nucléaires à haute température (module HTR-500 / HTR) » mis en place par le ministre fédéral de l'Intérieur (BMI) précédemment compétent est à évaluer comme un exemple typique conséquence de telles conditions. Ce comité, composé de représentants des autorités, d'experts et de l'industrie, a discuté des questions de sécurité liées au module HTR à huis clos jusqu'en 1984. La tâche réelle de cet organe secret incontrôlable était évidemment de développer une stratégie et une interprétation communes des critères de sécurité en prévision des procédures d'approbation ultérieures afin de préparer l'approbation en douceur du module HTR et du HTR-500.

Le contexte technique des prétendus avantages de sécurité du HTR est généralement la densité de puissance inférieure du cœur du réacteur par rapport au réacteur à eau ordinaire, la capacité thermique plus élevée du cœur et des matériaux de structure et leur résistance à haute température. Sur cette base, il est avancé qu'un HTR se comporte de manière douce et lente en cas de défaillance du liquide de refroidissement ; en cas d'incidents avec défaillance de l'évacuation de la chaleur résiduelle, le processus de chauffage se déroule si lentement qu'il y a encore un grand nombre de d'options d'intervention et de correction pour rétablir le contrôle de l'incident. De plus, une fusion du cœur comme dans le réacteur à eau légère est exclue, puisque le graphite ne fond pas, mais vers 3500 ^o C sublime, c'est-à-dire à des températures qui ne pourraient de toute façon pas être atteintes dans des réacteurs à haute température de petite et moyenne taille. D'une manière générale, il est alors affirmé qu'au HTR aucune séquence accidentelle n'est possible, ce qui entraînerait des rejets radioactifs rendant nécessaires des mesures de maîtrise des catastrophes à l'extérieur de l'installation.

Un tel argument doit être rejeté comme faux et douteux car il - consciemment ou inconsciemment ? - contourne les problèmes de sécurité réels du HTR. Elle repose en partie sur un transfert incorrect et non critique des considérations de sûreté dans le réacteur à eau légère vers le RHT et donc sur une surestimation de l'importance des pannes de refroidissement dans le RHT.

Comme dans le cas du réacteur à eau légère, le potentiel de danger est également déterminé par l'inventaire des produits de fission radioactifs ainsi que par leurs mécanismes naturels de libération.

L'inventaire radioactif total des produits de fission dépend principalement de la capacité thermique du réacteur et moins du type de réacteur. Avec le module HTR elle est donc d'environ 5% de celle d'un réacteur à eau légère de la classe Biblis. En conséquence, cet inventaire est toujours aussi important (environ 2 x 10¹⁹ Becquerel) que la libération d'un pourcentage de cet inventaire est suffisante pour causer des dommages massifs à la santé de la population. Ceci est d'autant plus vrai que les petits réacteurs à haute température doivent être construits de préférence à proximité des agglomérations.

En ce qui concerne les mécanismes de libération dans le HTR, peu importe que la fusion du cœur soit possible ou non, mais cela dépend si et quand les particules de l'élément combustible (« particule revêtue ») et les éléments combustibles perdent leur effet de rétention^o C et descend à des températures entre 2000 et 2500 ^o C pratiquement perdu. Cependant, ce sont exactement les températures qui sont atteintes dans le THTR-300 et dans le HTR-500 si l'évacuation de la chaleur résiduelle échoue. En cas de fuite dans le circuit primaire, des rejets dans l'environnement peuvent se produire, d'autant plus que le THTR-300 n'a pas de confinement.

Le module HTR a été conçu du point de vue de la sécurité de telle sorte qu'en cas d'accident d'échauffement, la température maximale dans les assemblages combustibles dépasse la température critique de 1600 en raison de la dissipation thermique passive. ^oNe doit pas dépasser C. Cependant, cela ne peut être garanti que sous certaines conditions, notamment l'efficacité de la dissipation thermique passive et un arrêt réussi. Si les systèmes nécessaires à cela ne sont pas disponibles au moment où ils sont nécessaires, des séquences accidentelles peuvent également se développer avec le module HTR, au cours desquelles les températures des éléments combustibles supérieures à 1600 ^oC augmenter. Cela signifie que des rejets massifs de produits de fission des assemblages combustibles sont également possibles avec le module.

Ce qui est décisif, cependant, c'est que le comportement plus lent du HTR en cas de panne de refroidissement a été acheté, entre autres, avec une mesure qui est la cause potentielle d'accidents spécifiques au HTR : l'utilisation du graphite comme modérateur et matériau structurel. Malgré les mesures de précaution, il n'est pas exclu qu'il y ait des entrées importantes d'eau (du circuit secondaire via les fuites des générateurs de vapeur) et d'air dans le circuit primaire. S'il y a une défaillance supplémentaire des systèmes de sécurité, il en résulte des accidents graves avec des réactions graphite-eau et des incendies de graphite. Ces types d'accidents font également partie des processus à risque dominant dans le module HTR.

Par ailleurs, il existe un grand nombre d'autres séquences d'accidents avec le module HTR, dont seules quelques causes doivent être évoquées ici sans plus ample discussion :

• Influences externes, par ex. B. crash d'avion, explosions, sabotage, actes de guerre,
• Défaillance de composants passifs, par ex. B. de pipelines, appareils à pression, refroidisseurs de surface.

D'autres influences pouvant avoir un impact négatif direct ou indirect sur la sécurité du module HTR sont :

• le concept de sécurité, qui a été revu à la baisse pour des raisons de coût (par exemple l'absence de confinement),
• le peu d'expérience (combinée à de nombreux contretemps) d'exploitation des réacteurs à haute température,
• la profondeur de pénétration plus faible (par rapport au réacteur à eau légère) dans les analyses de sûreté,
• l'absence d'une analyse complète des risques pour le module HTR.

Pour l'évaluation de la sécurité du module HTR, il reste également à déterminer - sans aborder tous les problèmes liés à la sécurité - que ce type n'existe que sur papier et que certains des avantages de sécurité revendiqués ne peuvent pas être spécifiquement vérifiés. L'expérience a montré qu'une grande partie des problèmes liés à la sécurité n'apparaissent que lorsqu'un système est mis en place et exploité, comme le montre l'exemple du THTR-300.

En conclusion des problèmes de sécurité décrits, on peut affirmer que le HTR - en particulier dans sa petite version en tant que module HTR - a d'autres caractéristiques de conception importantes que le z. B. le réacteur à eau légère a, d'autre part, mais aussi le petit HTR a ses déficits de sécurité particuliers, qui peuvent conduire à des accidents majeurs.

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Chapitre 8.) Problèmes de prolifération avec la ligne HTR

La question de la possibilité d'utiliser des matières fissiles à des fins d'armes techniques a jusqu'à présent été tenue à l'écart du débat sur le HTR avec le plus grand soin.

L'étude des aspects techniques du problème de la prolifération est cependant nécessaire si l'on veut avoir une image complète de tous les aspects de la ligne HTR. Une discussion sur les motifs possibles d'un détournement de matières fissiles à des fins militaires ainsi que sur les possibilités et les limites du contrôle des flux de matières fissiles sera ici supprimée. Pour cela, il est fait référence à d'autres publications ; à ce stade, il ne devrait s'agir que de problèmes techniques.

Concernant les problèmes de prolifération d'une filière de réacteurs, les questions suivantes doivent être posées d'un point de vue technique :

• Dans quelles stations traversées par le combustible se trouve la matière fissile sous une forme directement adaptée à l'armement, c'est-à-dire sous forme de plutonium (de toute composition isotopique) ou d'uranium 235 hautement enrichi ?
• Dans lesquelles de ces stations les matières fissiles peuvent-elles être détournées à des fins militaires directes ?
• À laquelle de ces stations peut-on ramifier des matières fissiles sous une forme nécessitant un traitement physique et/ou chimique avant de pouvoir être utilisées à des fins militaires ?

Les réponses à ces questions doivent être décrites ci-dessous pour les trois domaines de l'approvisionnement, de l'exploitation du réacteur et du stockage définitif.

Du côté de l'offre, il y a toujours la possibilité d'accéder à de l'uranium enrichi 235 dans certaines stations.

Dans la fabrication des éléments combustibles du THTR-300 et de l'AVR, l'U-235 est directement accessible dans diverses étapes du procédé sous une forme hautement enrichie, à savoir de l'enrichissement à la complétion des éléments combustibles.

Chaque boule d'élément combustible pour le THTR-300 et environ la moitié des éléments combustibles AVR (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich) contiennent chacun environ 1 g d'U-235 hautement enrichi. La quantité de stockage et de traitement de ce matériau chez NUKEM est de l'ordre d'une tonne (la quantité de traitement demandée est de 6 t de tout degré d'enrichissement).

La disparition de l'uranium 235 hautement enrichi de l'ordre de 1 à 10 kg pourrait donc passer inaperçue.

Seul de l'uranium faiblement enrichi est prévu pour les futures centrales HTR. Celle-ci peut également être bifurquée aux gares mentionnées, y compris les processus de transport nécessaires ; cependant, il doit être encore enrichi à des fins d'utilisation militaire, ce qui en principe peut être fait dans n'importe quel type d'usine d'enrichissement d'uranium - bien qu'avec des exigences d'effort et de temps différentes.

En ce qui concerne la possibilité de bifurquer l'exploitation du réacteur, après l'accident de Tchernobyl, il a été affirmé à plusieurs reprises que le réacteur russe RBMK était utilisé pour la production de plutonium d'armes et qu'il est particulièrement adapté à cette fin car des éléments combustibles sont retirés ou ajoutés à elle sans interrompre le fonctionnement continu de puissance peut être. Cependant, c'est précisément cette propriété que le HTR possède à un degré particulier, et elle est même mentionnée comme un avantage particulier pour le module HTR ("Il n'y a pas de temps d'arrêt pour les changements d'élément combustible et aucun processus de fonctionnement associé.") En raison de la ajout et soutirage continus et En raison de la maniabilité des assemblages combustibles, il est techniquement possible à tout moment pendant leur temps de séjour sur le site du réacteur d'en détourner une partie.

L'enregistrement métrologique et comptable des éléments combustibles par l'AIEA et l'EURATOM ne peut offrir une protection complète contre le détournement en raison de la méthodologie de mesure, des imprécisions de mesure et du caractère aléatoire de l'échantillonnage de la surveillance.

Même après son utilisation programmée dans le réacteur, le combustible contient des matières fissiles adaptées à une utilisation dans des armes. Les éléments combustibles THTR et AVR de la stratégie thorium/uranium contiennent, en plus du reste de l'uranium-235, le combustible nucléaire de haute qualité U-233, qui en principe convient également à des fins d'armement. Le combustible usé de tous les futurs réacteurs à haute température contient, à l'instar du réacteur à eau légère, du plutonium et d'autres actinides. Le mélange d'isotopes de plutonium est fondamentalement adapté aux armes.

Tant que l'U-233 et le plutonium sont enfermés dans les éléments combustibles, ces matières fissiles ne sont pas directement accessibles. Vous ne pouvez y accéder que via un processus de retraitement.

Un retraitement civil des éléments combustibles HTR - comme mentionné ci-dessus - a jusqu'à présent échoué, entre autres, en raison de problèmes de sécurité et de radioprotection non résolus (par exemple en relation avec la combustion du graphite).

Contrairement à l'éventuelle introduction à grande échelle du retraitement des éléments combustibles HTR dans le but de produire du combustible nucléaire, les problèmes techniques et économiques pourraient être ignorés dans une variante militaire. Par ailleurs, des aspects de radioprotection (tant pour les salariés que pour la population) pourraient être négligés. Enfin, la taille du système pourrait être déterminée d'un point de vue purement militaire et maintenue relativement petite (par exemple, comme un système de laboratoire). 

Un élément combustible usé fabriqué à partir d'uranium 235 faiblement enrichi contient environ 0,1 g de plutonium. Par conséquent, le matériau d'une bombe atomique pourrait théoriquement être obtenu en traitant 50.000 1000 billes d'éléments combustibles usés, soit un débit de XNUMX billes par jour en moins de deux mois. De ces points de vue et à ces échelles, cette voie n'est qu'en apparence plus complexe et techniquement plus exigeante que via la production de plutonium à partir d'autres filières de réacteurs. Dans tous les cas, il est plus facile à camoufler, d'autant plus que des éléments combustibles ramifiés en tout point peuvent être remplacés par des éléments factices.

De ce point de vue, cependant, le HTR a une caractéristique unique qui peut être utilisée militairement : il peut être utilisé comme un producteur de tritium efficace. La génération de tritium à des fins d'utilisation dans des bombes atomiques peut être contrôlée au moyen d'une composition de combustible appropriée (par exemple en ajoutant du lithium) et peut présenter un intérêt militaire pour les États dotés d'armes nucléaires techniquement bien développés. Un fournisseur américain de HTR a même tenté de manière flagrante de pénétrer le secteur de l'armement avec cette option militaire.

En résumé, on peut affirmer que l'exploitation des réacteurs à haute température y compris les stations d'approvisionnement et de stockage du combustible représente un risque spécifique de prolifération. S'agissant du détournement de matières pour les bombes nucléaires à fission (uranium, plutonium), il se présente des situations qualitativement comparables à celles du réacteur RBMK et du réacteur à eau lourde. En ce qui concerne la production de tritium destiné à être utilisé dans des bombes, le HTR revêt une importance militaire particulière.

(Libération du rayonnement atomique depuis le début des années 1940 : voir INES - L'échelle internationale de notation et la liste des accidents nucléaires dans le monde)

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