Kutipan dari laporan oleh Lothar Hahn - Juni 1988

Masalah keselamatan dan risiko kecelakaan

Bab 6.) Masalah keselamatan dan risiko kecelakaan modul HTR dan reaktor suhu tinggi lainnya

ke bab 8.) Masalah proliferasi dengan jalur HTR

Dalam hal keamanan, HTR, terutama reaktor suhu tinggi kecil HTR-Modul dan HTR-100, dikatakan sebagai keajaiban. Pihak yang berkepentingan membuat klaim yang tidak sesuai dengan pengawasan. Kampanye propaganda mendominasi debat keamanan di depan umum, pertimbangan berbeda yang diperlukan sejauh ini telah dihilangkan.

Pada prinsipnya, pendekatan yang sama dipilih oleh industri nuklir yang diperkenalkan pada awal tahun 70-an dalam debat keselamatan tentang reaktor air ringan. Gaya seperti itu, di mana penyepelean dan penyembunyian, informasi yang salah dan setengah kebenaran mengambil tempat diskusi terbuka, disukai oleh isolasi debat keamanan yang belum pernah terjadi sebelumnya dari diskusi spesialis publik. Penggabungan kepentingan dan setidaknya saling ketergantungan yang ideal antara tindakan pihak berwenang, para ahli (misalnya TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), layanan konsultasi (misalnya Komisi Keselamatan Reaktor), lembaga penelitian skala besar (misalnya fasilitas penelitian nuklir) dan industri berarti bahwa tidak ada badan pemantau yang benar-benar independen dan kontrol demokratis yang efektif dinonaktifkan.

Kegiatan kelompok diskusi ad hoc "Masalah keselamatan dasar pembangkit listrik tenaga nuklir suhu tinggi di masa depan (modul HTR-500 / HTR)" yang dibentuk oleh Menteri Federal Dalam Negeri (BMI) yang sebelumnya bertanggung jawab akan dinilai sebagai tipikal konsekuensi dari kondisi seperti itu. Komite ini, yang terdiri dari perwakilan otoritas, pakar, dan industri, membahas masalah keamanan yang berkaitan dengan modul HTR secara tertutup hingga tahun 1984. Tugas sebenarnya dari badan rahasia yang tidak terkendali ini jelas untuk mengembangkan strategi umum dan interpretasi kriteria keselamatan untuk mengantisipasi prosedur persetujuan selanjutnya untuk mempersiapkan persetujuan yang lancar dari modul HTR dan HTR-500.

Latar belakang teknis untuk dugaan keuntungan keselamatan dari HTR biasanya adalah kerapatan daya teras reaktor yang lebih rendah dibandingkan dengan reaktor air ringan, kapasitas panas yang lebih tinggi dari bahan inti dan struktur serta ketahanan suhunya yang tinggi. Berdasarkan hal ini, dikatakan bahwa HTR berperilaku baik dan lamban jika terjadi kegagalan pendingin; jika terjadi insiden kegagalan pembuangan panas sisa, proses pemanasan berjalan sangat lambat sehingga masih ada sejumlah besar intervensi dan pilihan koreksi untuk mengembalikan kontrol insiden. Selain itu, lelehan inti, seperti dalam kasus reaktor air ringan, dikesampingkan, karena grafit tidak meleleh, tetapi pada sekitar 3500 ^o C menyublim, yaitu pada suhu yang tidak dapat dicapai dalam reaktor suhu tinggi kecil dan menengah pula. Secara umum, kemudian ditegaskan bahwa di HTR tidak ada urutan kecelakaan yang mungkin terjadi, akibatnya akan ada pelepasan radioaktif yang membuat tindakan pengendalian bencana diperlukan di luar fasilitas.

Argumen seperti itu harus ditolak sebagai salah dan meragukan karena - sadar atau tidak sadar? - melewati masalah keamanan HTR yang sebenarnya. Hal ini sebagian didasarkan pada transfer pertimbangan keselamatan yang salah dan tidak kritis dalam reaktor air ringan ke HTR dan dengan demikian melebih-lebihkan pentingnya kegagalan pendinginan di HTR.

Seperti halnya reaktor air ringan, potensi bahaya juga ditentukan oleh inventarisasi produk fisi radioaktif serta mekanisme pelepasan alaminya.

Total persediaan radioaktif produk fisi tergantung terutama pada kapasitas termal reaktor dan lebih sedikit pada jenis reaktor. Dengan modul HTR karena itu kira-kira 5% dari reaktor air ringan kelas Biblis. Oleh karena itu, persediaan ini masih sangat besar (sekitar 2 x 10¹⁹ Becquerel) bahwa pelepasan persentase persediaan ini cukup untuk menyebabkan kerusakan besar pada kesehatan penduduk. Ini lebih benar karena reaktor suhu tinggi kecil sebaiknya dibangun dekat dengan pemukiman.

Berkenaan dengan mekanisme pelepasan di HTR, tidak relevan apakah core meltdown mungkin atau tidak, tetapi itu tergantung pada apakah dan kapan partikel elemen bahan bakar (("coated particel") dan elemen bahan bakar kehilangan efek retensinya.^o C dan turun pada suhu antara 2000 dan 2500 ^o C praktis hilang. Namun, ini persis suhu yang dicapai di THTR-300 dan di HTR-500 jika penghilangan panas sisa gagal. Jika terjadi kebocoran pada sirkuit primer, pelepasan ke lingkungan dapat terjadi, terutama karena THTR-300 tidak memiliki penahan.

Modul HTR dirancang dari sudut pandang keselamatan sedemikian rupa sehingga, pada saat terjadi kecelakaan pemanasan, suhu maksimum dalam rakitan bahan bakar melebihi suhu kritis 1600 karena pembuangan panas pasif. ^oTidak boleh melebihi C Namun, ini hanya dapat dijamin dalam kondisi tertentu, termasuk efektivitas disipasi panas pasif dan shutdown yang berhasil. Jika sistem yang diperlukan untuk ini tidak tersedia saat dibutuhkan, rangkaian kecelakaan juga dapat berkembang dalam modul HTR, di mana suhu elemen bahan bakar di atas 1600 ^openingkatan C. Ini berarti bahwa pelepasan produk fisi besar-besaran dari rakitan bahan bakar juga dimungkinkan dengan modul.

Apa yang menentukan, bagaimanapun, adalah bahwa perilaku HTR yang lebih lambat dalam hal kegagalan pendinginan dibeli, antara lain, dengan ukuran yang merupakan penyebab potensial dari kecelakaan spesifik HTR: penggunaan grafit sebagai moderator dan bahan struktural. Meskipun ada tindakan pencegahan, tidak dapat dikesampingkan bahwa akan ada masuknya air dalam jumlah besar (dari sirkuit sekunder melalui kebocoran generator uap) dan masuknya udara ke sirkuit primer. Jika ada kegagalan tambahan sistem keselamatan, kecelakaan serius dengan reaksi grafit-air dan kebakaran grafit adalah hasilnya. Jenis kecelakaan ini juga merupakan salah satu proses yang mendominasi risiko dalam modul HTR.

Selain itu, ada sejumlah besar urutan kecelakaan lain dengan modul HTR, yang hanya beberapa penyebab yang harus disebutkan di sini tanpa diskusi lebih lanjut:

• Pengaruh eksternal, mis. B. kecelakaan pesawat, ledakan, sabotase, perang,
• Kegagalan komponen pasif, mis. B. pipa, bejana tekan, pendingin permukaan.

Pengaruh lain yang dapat berdampak negatif langsung atau tidak langsung terhadap keselamatan modul HTR adalah:

• konsep keamanan, yang telah diperkecil karena alasan biaya (misalnya kurangnya penahanan),
• (dikombinasikan dengan banyak kemunduran) sedikit pengalaman pengoperasian dengan reaktor suhu tinggi,
• kedalaman penetrasi yang lebih rendah (dibandingkan dengan reaktor air ringan) dalam analisis keselamatan,
• kurangnya analisis risiko yang komprehensif untuk modul HTR.

Untuk penilaian keselamatan modul HTR, juga tetap harus ditentukan - tanpa mengatasi semua masalah yang relevan dengan keselamatan - bahwa jenis ini hanya ada di atas kertas dan bahwa beberapa keuntungan keselamatan yang diklaim tidak dapat diperiksa secara khusus. Pengalaman telah menunjukkan bahwa sebagian besar masalah yang terkait dengan keselamatan hanya terungkap ketika sistem dipasang dan dioperasikan, seperti yang ditunjukkan oleh contoh THTR-300.

Sebagai kesimpulan dari masalah keamanan yang diuraikan dapat dinyatakan bahwa HTR - terutama dalam versi kecilnya sebagai modul HTR - memiliki fitur desain lain yang signifikan selain z. B. reaktor air ringan memiliki, di sisi lain, tetapi juga HTR kecil memiliki defisit keamanan khusus, yang dapat menyebabkan kecelakaan besar.

Bagian atas halaman

Bab 8.) Masalah proliferasi dengan jalur HTR

Pertanyaan tentang kemungkinan penggunaan bahan fisil untuk keperluan senjata teknis sejauh ini telah dijauhkan dari diskusi tentang HTR dengan sangat hati-hati.

Penyelidikan aspek teknis dari masalah proliferasi diperlukan, namun jika ingin mendapatkan gambaran lengkap dari semua aspek jalur HTR. Diskusi tentang kemungkinan motif pengalihan bahan fisil untuk tujuan militer serta kemungkinan dan batasan pemantauan aliran bahan fisil akan ditiadakan di sini. Untuk ini, referensi dibuat untuk publikasi lain; pada titik ini seharusnya hanya tentang masalah teknis.

Berkenaan dengan masalah proliferasi saluran reaktor, pertanyaan berikut harus ditanyakan dari sudut pandang teknis:

• Di stasiun mana bahan bakar melewati bahan fisil dalam bentuk yang secara langsung cocok untuk senjata, yaitu sebagai plutonium (dari komposisi isotop apa pun) atau sebagai uranium 235 yang sangat diperkaya?
• Di stasiun mana bahan fisil dapat dialihkan untuk penggunaan militer langsung?
• Di stasiun mana bahan fisil dapat dicabangkan dalam bentuk yang memerlukan perlakuan fisik dan/atau kimia sebelum dapat digunakan untuk keperluan militer?

Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini harus diuraikan di bawah ini untuk tiga bidang suplai, operasi reaktor, dan pembuangan.

Di sisi suplai, selalu ada kemungkinan akses ke uranium 235 yang diperkaya di beberapa stasiun.

Selama produksi elemen bahan bakar untuk THTR-300 dan AVR, U-235 dapat diakses secara langsung dalam berbagai langkah proses dalam bentuk yang sangat diperkaya, yaitu dari pengayaan hingga penyelesaian elemen bahan bakar.

Setiap bola elemen bahan bakar untuk THTR-300 dan sekitar Setengah dari elemen bahan bakar AVR (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich) masing-masing mengandung sekitar 1 g U-235 yang sangat diperkaya. Kuantitas penyimpanan dan pemrosesan bahan ini di NUKEM berada dalam kisaran satu ton (kuantitas penanganan yang diminta adalah 6 t dari berbagai tingkat pengayaan).

Hilangnya uranium 235 yang sangat diperkaya dalam kisaran 1 hingga 10 kg karenanya dapat tidak terdeteksi.

Hanya uranium yang diperkaya rendah yang direncanakan untuk pembangkit HTR di masa depan. Ini juga dapat bercabang di stasiun-stasiun yang disebutkan, termasuk proses transportasi yang diperlukan; namun, harus diperkaya lebih lanjut untuk tujuan penggunaan militer, yang pada prinsipnya dapat dilakukan di semua jenis pabrik pengayaan uranium - meskipun dengan persyaratan usaha dan waktu yang berbeda.

Berkenaan dengan kemungkinan percabangan operasi reaktor, setelah kecelakaan Chernobyl, pernyataan dibuat dalam berbagai kesempatan bahwa reaktor RBMK Rusia digunakan untuk produksi plutonium senjata dan sangat cocok untuk ini karena elemen bahan bakar dihilangkan atau ditambahkan. untuk itu tanpa mengganggu operasi daya terus menerus dapat. Namun, justru properti inilah yang dimiliki HTR sampai tingkat tertentu, dan bahkan disebutkan sebagai keuntungan khusus untuk modul HTR ("Tidak ada waktu henti untuk perubahan elemen bahan bakar dan tidak ada proses operasi terkait.") Karena penambahan dan penarikan terus menerus dan Karena kemudahan dari rakitan bahan bakar, secara teknis dimungkinkan setiap saat selama waktu tinggal mereka di lokasi reaktor untuk mengalihkan sebagian dari mereka.

Pencatatan metrologi dan akuntansi elemen bahan bakar oleh IAEA dan EURATOM tidak dapat memberikan perlindungan lengkap terhadap pengalihan karena metodologi pengukuran, ketidakakuratan pengukuran, dan sifat pengambilan sampel acak dari pemantauan.

Bahkan setelah penggunaan yang dijadwalkan dalam reaktor, bahan bakar mengandung bahan fisil yang cocok untuk digunakan dalam senjata. Elemen bahan bakar THTR dan AVR dari strategi thorium / uranium mengandung, selain sisa uranium-235, bahan bakar nuklir berkualitas tinggi U-233, yang pada prinsipnya juga cocok untuk keperluan senjata. Bahan bakar bekas dari semua reaktor suhu tinggi di masa depan mengandung - mirip dengan reaktor air ringan - plutonium dan aktinida lainnya. Campuran isotop plutonium pada dasarnya cocok untuk senjata.

Selama U-233 dan plutonium tertutup dalam elemen bahan bakar, bahan fisil ini tidak dapat diakses secara langsung. Anda hanya dapat mengaksesnya melalui proses pemrosesan ulang.

Pemrosesan ulang sipil elemen bahan bakar HTR - seperti yang disebutkan di atas - sejauh ini gagal, antara lain, karena masalah terkait keselamatan dan proteksi radiasi yang belum terpecahkan (misalnya sehubungan dengan pembakaran grafit).

Berbeda dengan kemungkinan pengenalan skala besar dari pemrosesan ulang elemen bahan bakar HTR untuk tujuan memproduksi bahan bakar nuklir, masalah teknis dan ekonomi dapat diabaikan dalam varian militer. Selanjutnya, aspek proteksi radiasi (baik untuk karyawan maupun untuk penduduk) dapat diabaikan. Akhirnya, ukuran sistem dapat ditentukan murni dari sudut pandang militer dan disimpan relatif kecil (misalnya seperti sistem laboratorium). 

Elemen bahan bakar bekas yang terbuat dari uranium 235 yang diperkaya rendah mengandung sekitar 0,1 g plutonium. Akibatnya, bahan untuk bom atom secara teoritis dapat diperoleh dengan memproses 50.000 bola elemen bahan bakar bekas, yaitu dengan keluaran 1000 bola per hari dalam waktu kurang dari dua bulan. Dari sudut pandang ini dan pada skala ini, rute ini tampaknya hanya lebih kompleks dan secara teknis lebih menuntut daripada melalui produksi plutonium dari jalur reaktor lain. Bagaimanapun, lebih mudah untuk berkamuflase, terutama karena elemen bahan bakar yang bercabang di setiap titik dapat diganti dengan elemen dummy.

Dari sudut pandang ini, bagaimanapun, HTR memiliki fitur unik yang dapat digunakan secara militer: dapat digunakan sebagai penghasil tritium yang efektif. Pembuatan tritium untuk tujuan penggunaan dalam bom atom dapat dikendalikan dengan komposisi bahan bakar yang sesuai (misalnya dengan menambahkan litium) dan dapat menjadi kepentingan militer bagi negara-negara senjata nuklir yang dikembangkan dengan baik secara teknis. Penyedia HTR Amerika bahkan terang-terangan mencoba menembus sektor persenjataan dengan opsi militer ini.

Ringkasnya, dapat dinyatakan bahwa pengoperasian reaktor suhu tinggi termasuk stasiun untuk suplai dan pembuangan bahan bakar mewakili risiko proliferasi tertentu. Berkenaan dengan pengalihan bahan untuk bom fisi nuklir (uranium, plutonium), muncul situasi yang secara kualitatif sebanding dengan reaktor RBMK dan reaktor air berat. Berkenaan dengan produksi tritium untuk digunakan dalam bom, HTR memiliki kepentingan militer tertentu.

(Rilis radiasi atom sejak awal 1940-an: lihat INES - Skala peringkat internasional dan daftar kecelakaan nuklir di seluruh dunia)

- Peta dunia nuklir -

Dari penambangan dan pemrosesan uranium, hingga penelitian nuklir, pembangunan dan pengoperasian fasilitas nuklir, termasuk kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir, hingga penanganan amunisi uranium, senjata nuklir, dan limbah nuklir.
- Di seluruh dunia, hampir, semuanya sekilas dengan Google Maps -

kembali ke

Studi tentang THTR

***

***

Bagian atas halaman

***