Inherentni incidenti i emisije radioaktivnosti iz HTR linije!

Nova istraga (1) znanstvenika Rainera Moormanna o radu torijevog visokotemperaturnog reaktora (THTR) AVR u Jülichu, koji je ugašen 1988., ne samo da dovodi u pitanje cjelokupnu dosadašnju službenu sigurnosnu arhitekturu ove reaktorske linije, već i potresa izjave međunarodne nuklearne zajednice o prednostima novih reaktora generacije IV u njihovim Zakladama.

Zanimljivo je da ova kritika dolazi od znanstvenika koji već dugi niz godina redovito istražuje HTR liniju u Forschungszentrum Jülich i o tome objavljuje (2). S neviđenim stupnjem otvorenosti, ova "sigurnosna ponovna procjena" prva je koja otkriva značajne probleme u radu i trenutnoj demontaži općeg ispitnog reaktora (AVR) u Jülichu i rješava značajnu radioaktivnu kontaminaciju. Evo rezultata detaljno:

"Ovaj se rad uglavnom bavi nekim neadekvatno objavljenim, ali sigurnosnim problemima rada AVR-a."

"AVR rashladni krug je jako kontaminiran metalnim fisijskim produktima (Sr-90, Cs-137), što dovodi do znatnih problema s trenutnim demontažom. Razmjer onečišćenja nije točno poznat, ali procjena eksperimenata taloženja produkta fisije sugerira da je ta kontaminacija dosegla nekoliko postotaka inventara jezgre na kraju rada i stoga je redove veličine veća od preliminarnih izračuna, a također i znatno veća od onečišćenja u velikom LWR-u. Značajan dio ove kontaminacije vezan je za grafitnu prašinu i stoga je djelomično mobilan u nesrećama s rasterećenjem tlaka, što se mora uzeti u obzir u sigurnosnim procjenama budućih reaktora."

 

3. Nedopustivo visoke temperature jezgre uzrok su velikih ispuštanja.
"Rezultat je bio da kontaminacija AVR rashladnog kruga nije prvenstveno uzrokovana neodgovarajućom kvalitetom gorivnog elementa, kao što se prethodno pretpostavljalo, već nedopustivo visokim temperaturama jezgre, što je znatno ubrzalo ispuštanje. Nedopustivo visoke temperature jezgre otkrivene su tek godinu dana prije nego što je završila konačna AVR operacija, budući da jezgra šljunčane klastera još nije bila instrumentabilna. Maksimalne temperature jezgre u AVR-u još uvijek nisu poznate, ali su bile više od 1 K iznad izračunatih vrijednosti
nije moguće."

4. Generator pare je oštećen tijekom rada.
"Osim toga, mjerene su azimutalne temperaturne razlike do 200 K na rubu jezgre, što se vjerojatno može pripisati neuravnoteženosti performansi. Nizovi vrućeg plina s temperaturama iznad 1100 °C, koji su mogli oštetiti generator pare, povremeno su se pojavljivali mjereno iznad jezgre."

5. AVR rad je bio nesiguran i nepouzdan. Kao rezultat toga, ova negativna sigurnosna svojstva mogu se očekivati ​​i u budućim reaktorima IV. generacije.
"Stoga nije bilo sigurnog i pouzdanog rada AVR-a na izlaznim temperaturama plina prikladnim za procesnu toplinu, kao što je pretpostavljeno kao osnova razvoja VHTR-a sa šljunčanim slojem u projektu IV generacije."

6. HTR sferni gorivi sklopovi ne mogu spriječiti izlazak radioaktivnosti. Mit je razotkriven kao laž.
"Problemi s kontaminacijom AVR-a također su povezani s činjenicom da se netaknuti HTR gorivni sklopovi ne mogu promatrati kao gotovo potpuna barijera za metalne fisijske produkte kao što su za plemenite plinove. Metali difundiraju u jezgri goriva, u premazima i u grafitu. Proboj kroz ove Barijere događa se u dugoročnom normalnom radu kada se prekorače određene temperaturne granice specifične za produkt fisije. Ovo je neriješena slaba točka u HTR-u koja ne postoji u drugim reaktorima."

7. Dolazi do nekontrolirane (!) raspodjele radioaktivnih nuklida po cijelom rashladnom krugu.
"Još jedna slaba točka HTR-a koja je pridonijela kontaminaciji AVR-a je zbog činjenice da se nuklidi oslobođeni iz gorivnih elemenata u HTR-u nekontrolirano distribuiraju po cijelom rashladnom krugu. Zbog visoke stope taloženja kemijski reaktivnih fisijskih produkata Naime, u rashladnim krugovima HTR-a, aktivnost koja se oslobađa iz gorivnih sklopova ne može se ukloniti pomoću sustava za čišćenje, kao što je standard u LWR-u."

 

Komentar: Sada znamo zašto su se operateri THTR Hamm tako žestoko odupirali našem zahtjevu za nuklidnim registrom nakon njegovog zatvaranja. Dodatna katastrofa postala bi očita i javna!

8. Došlo je do prodora vode. One se u budućnosti moraju eliminirati dodatnim uređajima.
"U slučaju prodiranja vode, prodiranje tekuće vode u oblutak, kao što se dogodilo u AVR nesreći, mora biti strukturno isključeno kako bi se spriječio mogući pozitivni koeficijent reaktivnosti praznine s ekskurzijom reaktivnosti."

9. Plinski nepropusni spremnik (sigurnosni spremnik) u potpunosti nedostaje, ali je apsolutno neophodan.
"Kriterijumi za maksimalno podnošljivu akumuliranu aktivnost u rashladnom krugu HTR razvijeni su na temelju njemačkih pravilnika za projektne nesreće kao i na temelju zahtjeva održavanja i demontaže. Primjena ovih kriterija na reaktore sa šljunčanim slojem dovodi do zaključka da je plinsko nepropusno zatvaranje potrebno čak i ako se ne pretpostavljaju pretjerane temperature jezgre."

10. U svojoj studiji autor raspravlja o tome treba li se, u interesu sigurnosti, općenito suzdržavati od temperatura vrućih plinova u budućnosti. Drugim riječima: vrlo visokotemperaturni reaktor (VHTR), koji je bio posebno omiljen u generaciji IV, stvara posebno velik broj problema koji tek treba riješiti. Za to bi prije poduzimanja daljnjih koraka bio neophodan "vrlo opsežan program istraživanja i razvoja".

11. Daljnji razvoj reaktora sa šljunčanim slojem bit će vrlo skup i stoga je potrebno unaprijed precizno procijeniti ekonomske rizike. Je li ogroman trud uopće vrijedan toga?
"Eksperimentalni reaktor sa šljunčanim slojem s opsežnim instrumentima bio bi neophodan za rješavanje ovih problema. Prije nego što se započne s programom istraživanja i razvoja ove veličine, treba provesti studiju izvodljivosti koja uključuje procjenu troškova kako bi se kvantificirao ekonomski rizik ovog razvoja. "

12. Sve prethodne studije sigurnosti HTR-a bile su neadekvatne i previše optimistične u svojim zaključcima.
"S obzirom na izvanprojektne nesreće, sigurnosni problemi u slučaju ulaska zraka / požara u jezgru još uvijek nisu adekvatno riješeni. Komparativna sigurnosna studija HTR-a s šljunčanim hrpama, blok-HTR-a i LWR-a generacije III bila bi korisna za dobiti pouzdaniju izjavu o sigurnosti trenutnih HTR koncepata s šljunčanim hrpama: iz današnje perspektive, ranije sigurnosne studije za reaktore sa šljunčanim slojem moraju se promatrati kao previše optimistične."

 

Nakon objave ove kritičke studije u okviru Istraživačkog centra Jülich, može postojati samo jedan zahtjev: Nema više eura za istraživanje HTR-a i generacije IV; nema izgradnje PBMR-a u Južnoj Africi, koja bi imala upravo spomenute probleme!

 

1. Rainer Moormann: "Sigurnosna ponovna procjena rada AVR reaktora sa šljunčanim slojem i zaključci za buduće reaktore". Izvještaji iz Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Prethodne publikacije Rainera Moormanna o problemu HTR-a:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Oksidacija materijala na bazi ugljika za inovativne energetske sustave (HTR, fuzijski reaktor): stanje i daljnje potrebe". Članak u knjizi. 11 stranica.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Procjena izvornog termina za male HTR-ove; njemački pristup Proceedings of the 1st Meeting Survey on Basic Studies in the field of High Temperature Engineering (uključujući sigurnosne studije)". Članak u knjizi. 9 stranica.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Razlike između oksidacijskog ponašanja grafita matrice gorivnog elementa A3 u zraku i u pari i njihova važnost za napredak nesreće u HTR-ovima". Zbornik radova ICAPP 04, Pittsburg, SAD
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Oksidacijsko ponašanje matričnog grafita HTR gorivnog elementa u kisiku u usporedbi sa standardnim nuklearnim grafitom". U: Nuklearno inženjerstvo i projektiranje, 277 (2004), str. 281-284