Masalah keamanan mendasar

di reaktor suhu tinggi dan defisit khusus di THTR-300

Lothar Hahn - Juni 1986

Untuk keamanan "inheren" dari HTR

Sejak awal pengembangan reaktor suhu tinggi, pihak-pihak yang berkepentingan telah mencoba untuk menyarankan kepada publik bahwa HTR "secara inheren" aman. Strategi periklanan yang direkayasa dengan cerdik ini tidak diragukan lagi memiliki beberapa keberhasilan, karena telah menyebabkan disinformasi yang belum pernah terjadi sebelumnya, bahkan dalam perdebatan energi atom. Seperti hampir tidak ada pernyataan lain dari industri nuklir, itu didasarkan pada asumsi ilmiah yang tidak dapat dipertahankan dan kesimpulan yang salah.

Dalam teknologi, khususnya teknologi nuklir, suatu sistem disebut aman secara bawaan jika tetap dalam keadaan desainnya semata-mata berdasarkan hukum fisika dan kimia dan jika tidak bergantung pada fungsi perangkat keselamatan aktif saat menangani kecelakaan, intervensi personel diinstruksikan (menurut definisi oleh Alwin Weinberg).

Seperti diketahui, reaktor air ringan tidak memiliki sifat-sifat ini. Namun, juga sangat jelas bahwa hampir semua konsep HTR yang telah diupayakan secara serius hingga saat ini pada dasarnya tidak aman dan bahwa THTR-300 pada khususnya tidak memiliki properti ini. Misalnya, dua dari persyaratan terkait keselamatan utama, penghentian dan pembuangan panas sisa (dan dengan demikian pada akhirnya juga retensi produk fisi) bergantung pada perangkat keselamatan aktif dan / atau pegangan jika kecelakaan serius dan pelepasan signifikan dari ) inventaris radioaktif harus dicegah.

Sebagai bukti dari dugaan keamanan yang melekat, industri HTR biasanya menyebutkan beberapa properti di mana HTR berbeda dari reaktor air ringan dan yang dikatakan memiliki efek menguntungkan dalam hal keselamatan. Namun, HTR secara inheren jauh dari aman, karena selain dianggap menguntungkan, HTR juga memiliki sifat merugikan terkait keselamatan yang tidak dimiliki tipe reaktor lainnya. Dugaan keuntungan HTR yang paling sering dikutip disajikan dan dikomentari di bawah ini:

  • Eigenschaft: Rasio densitas daya terhadap kapasitas panas yang rendah, yaitu kenaikan suhu yang lebih lambat dibandingkan (dibandingkan dengan reaktor air ringan atau breeder) jika terjadi kegagalan pendinginan.
  • komentar: Ini tidak benar, tetapi hanya berlaku untuk acara dengan kegagalan pendinginan tertentu. Dalam kasus kecelakaan khusus HTR seperti masuknya air, masuknya udara dan kecelakaan reaktivitas, properti ini kurang penting. Jika pendinginan cepat diperlukan, kapasitas panas yang tinggi agak tidak menguntungkan.
  • Eigenschaft: Ketahanan suhu tinggi dari elemen bahan bakar keramik dan bahan struktur inti, tidak ada inti yang meleleh seperti: B. mungkin dengan reaktor air ringan.
  • komentar: Pernyataan itu benar, tetapi mengabaikan masalah sebenarnya. Ini bukan terutama tentang kemungkinan kehancuran inti, melainkan pertanyaan apakah dan bagaimana produk fisi radioaktif dapat dilepaskan. Pada suhu di atas 1600o C proporsi nyata dari produk fisi dilepaskan dari partikel bahan bakar dan dari rakitan bahan bakar. Efek ini meningkat pada suhu yang lebih tinggi, dan paling lambat sekitar 2500oC ada rilis besar-besaran ke sirkuit utama. Suhu di mana pelepasan berbahaya terjadi dapat dicapai di inti semua reaktor suhu tinggi besar dan besar karena kecelakaan tanpa grafit kehilangan konsistensi mekanisnya. Pernyataan bahwa kehancuran inti tidak mungkin dengan HTR karena itu menyesatkan dan tidak relevan untuk mekanisme pelepasan.
  • Eigenschaft: Koefisien reaktivitas suhu negatif, yaitu penurunan pembangkit listrik dengan meningkatnya suhu.
  • komentar: Sifat ini tidak spesifik untuk HTR, tetapi juga terdapat dalam reaktor air ringan; tanpa properti ini, baik HTR maupun reaktor air ringan tidak akan disetujui. HTR khususnya membutuhkan koefisien reaktivitas suhu negatif, karena dalam hal pemanasan yang tidak disengaja - tidak seperti dalam kasus reaktor air ringan - efek moderator dipertahankan. Selanjutnya, dapat dinyatakan bahwa koefisien suhu menjadi semakin negatif dengan meningkatnya suhu, bahwa pada saat yang sama ketidakpastian dalam pengetahuan jalannya menjadi lebih besar dan lebih besar dan di atas sekitar 1200oC nilainya tidak diverifikasi secara eksperimental. Kerugian khusus lainnya dari HTR adalah bahwa kecelakaan reaktivitas mungkin terjadi dengan pendinginan yang cepat.
  • Eigenschaft: Helium pendingin netral fisik netral fase dalam, stabil.
  • komentar: Benar bahwa gas pendingin mengandung kotoran yang dapat menyebabkan fenomena korosi pada rakitan bahan bakar; oleh karena itu sistem pembersihan gas harus disediakan secara khusus untuk mengurangi pengotor tersebut, antara lain. Dua sifat helium lainnya (kestabilan fase, netralitas fisik neutron) tidak banyak relevansinya. Jika tidak, hanya helium yang dapat digunakan sebagai pendingin.

Keuntungan keselamatan yang digariskan dari HTR tentu saja juga harus dibandingkan dengan kerugian dan masalah keamanannya yang spesifik. Beberapa sifat yang diduga positif tersebut didasarkan pada pilihan grafit sebagai moderator dan bahan struktural. Sifat grafit juga bertanggung jawab atas kemungkinan kecelakaan khas HTR dan khusus HTR, yaitu reaksi grafit-air setelah kecelakaan masuknya air (disebabkan oleh kebocoran generator uap) dan kebakaran grafit setelah kecelakaan masuknya udara. Jika terjadi kegagalan tambahan dari fungsi keselamatan yang disyaratkan (misalnya dalam hal masuknya air: pemutusan pembangkit uap, penghilangan panas sisa, penghentian reaktor), insiden ini tidak dikendalikan dan dapat menyebabkan pelepasan yang tidak terkendali dengan kerusakan yang cukup besar pada sekitar reaktor. Untuk alasan, antara lain, bahwa pelepasan ini terjadi lebih awal daripada setelah kecelakaan pemanasan inti murni, dapat diasumsikan bahwa kecelakaan yang disebabkan oleh masuknya air dan udara memulai proses kecelakaan yang mendominasi risiko di HTR.

Selain jenis kecelakaan ini, apa yang disebut kecelakaan reaktivitas, yaitu kecelakaan yang dipicu oleh malfungsi dalam sistem batang kendali dan shutdown, berkontribusi signifikan terhadap risiko kecelakaan di reaktor suhu tinggi.

Dapat dianggap pasti bahwa lobi HTR akan merujuk pada investigasi insiden sebagai bagian dari proses persetujuan untuk THTR-300 dan analisis keselamatan HTR dari KFA (fasilitas penelitian nuklir) Jülich untuk mendukung klaim mereka bahwa insiden tersebut disebutkan dikendalikan atau tidak menyebabkan kerusakan yang relevan di sekitar sistem bahkan jika sistem keselamatan lainnya gagal. Perlu dicatat bahwa studi yang disajikan sejauh ini tentang risiko kecelakaan reaktor suhu tinggi bersifat sementara, tidak lengkap, sebagian besar tidak aman dan tidak konsisten secara ilmiah. Bahkan sebelum konsensus dapat dibayangkan atau perbedaan pendapat bahkan dipersempit, elemen penting dan prasyarat dari proses diskusi ilmiah-teknis masih tertunda. B. tinjauan kritis dan independen, ketertelusuran dan aksesibilitas sumber.

Selain itu, anehnya sampai saat ini studi risiko hanya dilakukan pada konsep HTR yang tidak akan pernah terwujud (HTR-1160) atau hanya ada di atas kertas (HTR-500, modul), tetapi merupakan satu-satunya di Jerman ada sistem HTR skala besar, THTR-300, kecuali untuk studi singkat yang dangkal, tidak ada investigasi risiko.

Fitur THTR-300 yang tidak menguntungkan dalam hal keamanan

Penilaian terkait keselamatan THTR-300 berdasarkan fitur desain dan prinsip konstruksi - terlepas dari kejutan negatif apa pun selama commissioning - mengungkapkan sejumlah fitur merugikan terkait keselamatan. Penilaian komprehensif dari desain terkait keselamatan THTR-300 tidak dilakukan pada saat ini. Hanya tiga fitur desain yang akan dibahas di sini sebagai contoh, yang tidak hanya tampak dipertanyakan dari posisi kritis, tetapi juga bertabrakan dengan aturan dan regulasi nuklir dan apa yang disebut filosofi keselamatan dalam teknologi nuklir. Juga dengan mempertimbangkan perbedaan antara reaktor air ringan (yang terutama didasarkan pada peraturan nuklir) dan THTR-300, pelanggaran prinsip-prinsip dasar teknologi reaktor di THTR-300 menjadi jelas berdasarkan contoh-contoh berikut.

Contoh 1:

Kedua sistem shutdown tidak cukup independen, tidak beragam dan tidak memenuhi persyaratan yang ditempatkan pada mereka di semua status operasi dan malfungsi. Dengan demikian, bertentangan dengan pendapat Komisi Keselamatan Reaktor, sistem shutdown tidak memenuhi kriteria keselamatan BMI untuk pembangkit listrik tenaga nuklir (kriteria 5.3.). Ada konsep shutdown untuk waktu yang lama yang jelas dan jauh lebih unggul dari THTR-300 dalam hal keragaman, keseimbangan shutdown dan keandalan dan yang juga layak secara teknis.

Contoh 2:

THTR-300 tidak memiliki sistem pendingin darurat independen, seperti yang ditentukan dan diterapkan untuk reaktor air ringan. Panas sisa dihilangkan dengan bantuan kipas operasional dan generator uap. Kebetulan, reaktor penerus yang diusulkan HTR-500 akan dilengkapi dengan dua unit independen untuk pembuangan panas sisa.

Contoh 3:

THTR-300 tidak memiliki penahan seperti reaktor air ringan, yang terdiri dari wadah pengaman kedap gas dan cangkang beton. THTR-300 hanya dilengkapi dengan (tidak kedap udara) yang disebut bangunan pelindung reaktor (konsep aula industri)

Cacat konstruksi yang terungkap sejauh ini

Selain kekurangan keselamatan yang dibenarkan dalam desain THTR-300, sejumlah cacat desain dan kesalahan desain telah terungkap pada fase commissioning sebelumnya, beberapa di antaranya bertanggung jawab atas insiden dan masalah keselamatan tambahan.

Contoh 1:

Kerikil lebih kompak daripada yang diasumsikan dalam proyeksi. Ini memiliki sejumlah konsekuensi:

  • Ketika batang inti dipindahkan ke kerikil untuk tujuan penghentian jangka panjang, peningkatan kekuatan, yang berada pada batas desain, bekerja pada batang.
  • Keandalan sistem batang inti, yang sudah tidak menguntungkan, semakin memburuk. B. menunjukkan peristiwa 23 November 11 (lihat Bab 1985).
  • Hasilnya adalah kebutuhan untuk melonggarkan tumpukan kerikil dengan mengedarkannya, yang, bagaimanapun, tidak memberikan solusi apapun, karena tumpukan kerikil berulang kali dikompresi dengan menggerakkan batang ke dalam.
  • Tingkat kerusakan bola jauh lebih tinggi dari yang dihitung. Sedangkan dalam "Atomwirtschaft" (atw) dari Desember 1982 dalam sebuah artikel oleh karyawan konstruksi reaktor suhu tinggi GmbH dikatakan bahwa "dalam dua tahun operasi rata-rata hanya satu elemen bahan bakar yang dihancurkan oleh batang inti", direktur pembangkit listrik Glahe sekarang menambahkan 800 bola hancur. Menurut informasi lain, begitu banyak bola yang pecah sehingga salah satu dari dua wadah yang disediakan untuk menampung bola yang pecah itu penuh; Kedua tangki bersama-sama dirancang untuk mengakomodasi kerusakan bola yang terjadi selama seluruh masa pakai sistem. ("Westfälische Anzeiger 19 Mei 5 melaporkan:" Hampir satu setengah tahun setelah dimulainya operasi percobaan, 1987 (!) Elemen bahan bakar seukuran bola tenis harus dihilangkan ... "; Horst Blume ).
  • Akumulasi tinggi yang tak terduga dari grafit yang terkontaminasi radioaktif dan debu bahan bakar serta abrasi logam adalah penyebab kecelakaan pada tanggal 4 Mei 5. Selain itu, masalah timbul dari kontaminasi dan akumulasi debu di berbagai titik dalam sistem. Antara lain, meningkatkan kemungkinan kegagalan katup dan peralatan lainnya. 

Contoh 2:

Di atas daya tertentu, tumpukan bola tidak dapat lagi disirkulasikan, karena tidak ada lagi bola yang dapat ditarik karena kekuatan aliran yang berlebihan dari aliran gas pendingin pada "pemisah" pada pipa ekstraksi bola. Hal ini mengakibatkan pembatasan operasional.

Contoh 3:

Dimensi insulasi yang tidak tepat pada anulus pembangkit uap serta desain sistem ventilasi yang tidak memadai dapat menyebabkan suhu yang berlebihan terjadi di bagian sistem dengan keluaran tertentu dan dengan suhu luar tertentu.

Contoh 4:

Karena panduan yang salah dari aliran gas pendingin primer, throughput pendinginan melalui teras lebih rendah dari yang direncanakan karena adanya apa yang disebut bypass. Akibatnya, tidak mungkin untuk mencapai beban penuh, yang mungkin akan coba dihindari oleh operator melalui manipulasi tambahan di teras reaktor.

Contoh 5:

Yang disebut gedung proteksi reaktor tidak kedap udara, sehingga tekanan negatif yang dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan pelepasan radioaktif dari ruang reaktor ke lingkungan tidak dapat dibangun di mana-mana. Seseorang mencoba untuk mengendalikan kesalahan ini melalui tindakan penyegelan sementara.

Selain kekurangan dan kekurangan desain tersebut, masih ada beberapa kekurangan lain yang dikatakan telah dihilangkan sebagian atau seluruhnya, e. B. kebocoran pada sistem pendingin liner dan kesalahan pada sistem pemuatan. Saat ini tidak mungkin untuk menilai apakah kesalahan ini dan kesalahan lainnya benar-benar telah diperbaiki sepenuhnya.

Insiden di THTR-300

Tentu saja, insiden pada akhirnya selalu merupakan peristiwa yang tidak terduga dan tidak terduga jika dinilai sebagai peristiwa individu. Meskipun demikian, ketika mengevaluasi daftar kecelakaan THTR-300 yang telah tersedia hingga saat ini, kita harus menentukan secara retrospektif bahwa sejumlah insiden dan / atau jenis kecelakaan dapat ditelusuri kembali ke cacat desain dan hampir pasti terjadi. Daftar insiden termasuk peristiwa berikut:

23.11.1985:

Tujuh dari empat puluh dua batang inti dari sistem penghentian jangka panjang tidak dapat didorong ke kedalaman penuh gugusan kerikil seperti yang direncanakan. Hanya penggunaan penggerak langkah pendek operasional yang menyebabkan retraksi penuh. Penyebab sebenarnya dari kegagalan parsial sistem batang inti ini terletak pada peningkatan gaya batang sebagai akibat dari kumpulan kerikil yang terkompresi. Kebijakan informasi dan upaya penjelasan oleh operator ternyata tidak masuk akal. (Misalnya, penyisipan batang inti tentu saja harus dijamin bahkan tanpa memasukkan amonia sebagai "pelumas", karena umpan amonia bukan sistem keamanan menurut izin.)

04.05.1986:

Penyebab kecelakaan ini dengan meningkatnya pelepasan radioaktif dapat ditelusuri kembali ke peningkatan akumulasi grafit dan debu bahan bakar dan abrasi. Setelah katup di sisi tekanan rendah dari zona penyangga sistem pengisian tidak menutup karena kontaminasi oleh debu dan kesalahan ini tidak dapat diperbaiki bahkan dengan gas pembersih (non-radioaktif), operator membuka katup di sisi primer untuk tujuan pembersihan. Sejumlah besar gas pendingin primer yang terkontaminasi radioaktif dengan debu dilepaskan secara langsung dan tidak disaring melalui cerobong asap ke lingkungan melalui saluran pelepas tekanan. Selain aspek radiologi, yang sangat mengkhawatirkan dari kejadian ini adalah bahwa ahli bedah melakukan kesalahan yang jelas dan karena desain dan desain (karena kurangnya interlock) sangat mungkin bahwa satu kesalahan dapat memicu pelepasan langsung dari gas pendingin primer, yang Jika tidak, jika terjadi kesalahan tambahan (misalnya karena kesalahan pengoperasian lebih lanjut atau kegagalan fungsi penutupan katup sisi primer), hilangnya pendingin hampir seluruhnya ke lingkungan dapat telah berkembang.

Selain dua yang lebih tepat dijelaskan dan diketahui publik, ada sejumlah insiden terkait keamanan lainnya:

  • Kesalahan dalam catu daya darurat
  • Kerusakan dalam teknologi pengukuran dan peralatan kontrol
  • Prosedur pendinginan darurat NK 11 telah dipicu 45 kali; ini berarti bahwa kontingen dari 45 prosedur pemadaman pendinginan darurat seperti itu untuk seluruh masa pakai sistem akan telah digunakan hingga seperempatnya. 

Penaksiran

Sifat keselamatan yang merugikan spesifik THTR-300, fitur desain khusus, cacat konstruksi yang diketahui hingga saat ini dan hasil fase commissioning sejauh ini membuatnya sangat diperlukan untuk tidak memulai THTR-300 lagi. Jika tidak, kejutan, kesulitan, dan insiden negatif lebih lanjut tidak dapat dihindari. Dari sudut pandang keselamatan (tetapi juga karena pertimbangan ekonomi) operator diminta untuk membatalkan uji skala besar yang berbahaya dengan THTR-300. Dapat ditarik kesimpulan bahwa teknologi reaktor unggun pebble telah gagal.

 

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


- Peta dunia nuklir -

Peta dunia atom - Google Maps! - Status pemrosesan pada saat publikasi pada 23.08.2015 Agustus XNUMXPeta dunia atom - Google Maps! - Status pemrosesan pada 25.11.2016 November XNUMXDari 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

***

Permohonan donasi

- THTR-Rundbrief diterbitkan oleh 'BI Environmental Protection Hamm' dan dibiayai oleh sumbangan.

- THTR-Rundbrief telah menjadi media informasi yang banyak diperhatikan. Namun, ada biaya berkelanjutan karena perluasan situs web dan pencetakan lembar informasi tambahan.

- THTR-Rundbrief meneliti dan melaporkan secara rinci. Agar kami dapat melakukan itu, kami bergantung pada sumbangan. Kami senang dengan setiap donasi!

rekening donasi:

Perlindungan lingkungan BI Hamm
Tujuan: Surat edaran THTR
IBAN: XXUMX 31 4105 0095 0000 0394
BIC: WELADED1HAM

***


Bagian atas halamanPanah Atas - Sampai ke atas halaman

***