Insiden bawaan dan emisi radioaktivitas dari jalur HTR!

Penyelidikan baru (1) oleh ilmuwan Rainer Moormann tentang pengoperasian reaktor suhu tinggi thorium (THTR) AVR di Jülich, yang ditutup pada tahun 1988, tidak hanya mempertanyakan seluruh arsitektur keselamatan resmi sebelumnya dari jalur reaktor ini, tetapi juga mengguncang pernyataan komunitas nuklir internasional tentang keunggulan reaktor Generasi IV baru di Yayasan mereka.

Hebatnya, kritik ini datang dari seorang ilmuwan yang telah melakukan penelitian reguler pada jalur HTR di Forschungszentrum Jülich selama bertahun-tahun dan menerbitkannya (2). Dengan tingkat keterbukaan yang belum pernah terjadi sebelumnya, "penilaian ulang terkait keselamatan" ini adalah yang pertama mengungkapkan masalah signifikan dalam operasi dan pembongkaran reaktor uji umum (AVR) saat ini di Jülich dan untuk mengatasi kontaminasi radioaktif yang cukup besar. Berikut hasil detailnya:

"Pekerjaan ini terutama berkaitan dengan beberapa masalah yang tidak diterbitkan secara memadai tetapi relevan dengan keselamatan dari operasi AVR."

"Sirkuit pendingin AVR sangat terkontaminasi dengan produk fisi logam (Sr-90, Cs-137), yang menyebabkan masalah besar dengan pembongkaran saat ini. Tingkat kontaminasi tidak diketahui secara pasti, tetapi evaluasi eksperimen deposisi produk fisi menunjukkan bahwa kontaminasi ini mencapai beberapa persen dari inventaris inti pada akhir operasi dan dengan demikian urutan besarnya lebih tinggi daripada perhitungan awal dan juga jauh lebih tinggi daripada kontaminasi pada LWR besar. Sebagian besar kontaminasi ini terikat pada debu grafit dan karena itu sebagian bergerak dalam kecelakaan pelepas tekanan, yang harus diperhitungkan dalam penilaian keselamatan reaktor masa depan."

 

3. Temperatur inti yang sangat tinggi adalah penyebab pelepasan yang tinggi.
"Hasilnya adalah kontaminasi pada sirkuit pendingin AVR tidak terutama disebabkan oleh kualitas elemen bahan bakar yang tidak memadai, seperti yang diasumsikan sebelumnya, melainkan oleh suhu inti yang sangat tinggi, yang mempercepat pelepasan secara signifikan. Suhu inti yang sangat tinggi hanya ditemukan dalam 1 tahun. sebelum operasi AVR terakhir berakhir, karena inti klaster kerikil belum dapat diinstrumentasi. Suhu inti maksimum di AVR masih belum diketahui, tetapi lebih dari 200 K di atas nilai yang dihitung
tidak memungkinkan."

4. Pembangkit uap rusak selama operasi.
Selain itu, perbedaan suhu azimut hingga 200 K diukur di tepi inti, yang mungkin dapat dikaitkan dengan ketidakseimbangan kinerja. Helaian gas panas dengan suhu di atas 1100 ° C, yang dapat merusak pembangkit uap, kadang-kadang diukur di atas inti."

5. Pengoperasian AVR tidak aman dan tidak dapat diandalkan. Akibatnya, sifat keselamatan negatif ini juga dapat diharapkan pada reaktor Generasi IV di masa mendatang.
"Oleh karena itu, tidak ada operasi AVR yang aman dan andal pada suhu outlet gas yang sesuai untuk panas proses, seperti yang diasumsikan sebagai dasar pengembangan VHTR unggun kerikil dalam proyek Generasi IV."

6. Rakitan bahan bakar bulat HTR tidak dapat mencegah keluarnya radioaktivitas. Sebuah mitos terungkap sebagai kebohongan.
“Masalah kontaminasi AVR juga terkait dengan fakta bahwa rakitan bahan bakar HTR yang utuh tidak dapat dilihat sebagai penghalang yang hampir lengkap untuk produk fisi logam seperti halnya untuk gas mulia. Logam menyebar di inti bahan bakar, di pelapis dan di grafit. Terobosan melalui Hambatan ini terjadi dalam operasi normal jangka panjang ketika batas suhu tertentu yang spesifik untuk produk fisi terlampaui. Ini adalah titik lemah yang belum terpecahkan dalam HTR yang tidak ada di reaktor lain.”

7. Ada distribusi nuklida radioaktif yang tidak terkendali (!) di seluruh sirkuit pendingin.
“Titik lemah HTR lain yang berkontribusi terhadap kontaminasi AVR adalah karena fakta bahwa nuklida yang dilepaskan dari elemen bahan bakar di HTR didistribusikan secara tidak terkendali ke seluruh sirkuit pendingin. Karena tingkat deposisi yang tinggi dari produk fisi reaktif secara kimia. di sirkuit pendingin HTR yaitu, aktivitas yang dilepaskan dari rakitan bahan bakar tidak dapat dihilangkan menggunakan sistem pembersihan, seperti standar di LWR. "

 

Komentar: Jadi sekarang kami tahu mengapa operator THTR Hamm menolak permintaan kami untuk register nuklida dengan sangat keras setelah penutupannya. Bencana tambahan akan menjadi jelas dan umum!

8. Terjadi masuknya air. Ini harus dihilangkan di masa depan dengan perangkat tambahan.
"Dalam hal masuknya air, penetrasi air cair ke dalam kerikil, seperti yang terjadi dalam kecelakaan AVR, harus dikecualikan secara struktural untuk mencegah kemungkinan koefisien kekosongan positif dari reaktivitas dengan ekskursi reaktivitas."

9. Wadah kedap gas (wadah pengaman) benar-benar hilang, tetapi mutlak diperlukan.
"Kriteria untuk aktivitas akumulasi yang dapat ditoleransi secara maksimal di sirkuit pendingin HTR dikembangkan berdasarkan peraturan Jerman untuk kecelakaan desain serta berdasarkan persyaratan dari pemeliharaan dan pembongkaran. Penerapan kriteria ini pada reaktor unggun kerikil mengarah pada kesimpulan bahwa penahanan kedap gas diperlukan bahkan jika tidak ada suhu inti yang berlebihan yang diasumsikan."

10. Dalam studinya, penulis membahas apakah, demi keselamatan, seseorang secara umum harus menahan diri dari suhu gas panas di masa depan. Dengan kata lain: Reaktor Suhu Sangat Tinggi (VHTR), yang sangat disukai di Generasi IV, menciptakan sejumlah besar masalah yang belum dipecahkan. Sebuah "program R&D yang sangat ekstensif" akan sangat diperlukan untuk ini sebelum langkah-langkah lebih lanjut diambil.

11. Pengembangan lebih lanjut dari reaktor unggun kerikil akan sangat mahal dan oleh karena itu risiko ekonomi harus diperkirakan secara tepat sebelumnya. Apakah upaya besar itu sepadan?
“Reaktor unggun kerikil eksperimental yang diinstrumentasi secara ekstensif akan sangat diperlukan untuk memecahkan masalah ini. Sebelum program R&D sebesar ini dimulai, studi kelayakan termasuk perkiraan biaya harus dilakukan untuk mengukur risiko ekonomi dari pengembangan ini. "

12. Semua studi keamanan HTR sebelumnya tidak memadai dan terlalu optimis dalam kesimpulan mereka.
“Berkenaan dengan kecelakaan di luar desain, masalah keselamatan saat masuknya udara / kebakaran inti belum diselesaikan secara memadai. Sebuah studi keselamatan komparatif HTR tumpukan kerikil, HTR blok dan LWR generasi III akan sangat membantu untuk mendapatkan pernyataan yang lebih dapat diandalkan tentang keamanan konsep HTR tumpukan kerikil saat ini: Dari perspektif hari ini, studi keselamatan sebelumnya untuk reaktor unggun kerikil harus dipandang terlalu optimis.

 

Setelah publikasi studi kritis ini dalam kerangka Jülich Research Center, hanya ada satu permintaan: Tidak ada lagi euro untuk penelitian HTR dan Generasi IV; tidak ada pembangunan PBMR di Afrika Selatan, yang akan memiliki masalah persis seperti yang disebutkan!

 

1. Rainer Moormann: "Penilaian ulang terkait keselamatan pengoperasian reaktor unggun kerikil AVR dan kesimpulan untuk reaktor masa depan". Laporan dari Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Publikasi sebelumnya oleh Rainer Moormann tentang masalah HTR:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Oksidasi bahan berbasis karbon untuk sistem energi inovatif (HTR, reaktor fusi): status dan kebutuhan lebih lanjut". Artikel dalam sebuah buku. 11 halaman.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Sumber estimasi istilah untuk HTR berukuran kecil; pendekatan Jerman Prosiding Survei Pertemuan 1 pada Studi Dasar di Bidang Teknik Suhu Tinggi (termasuk Studi Keselamatan)". Artikel dalam sebuah buku. 9 halaman.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Perbedaan antara perilaku oksidasi grafit matriks elemen bahan bakar A3 di udara dan dalam uap dan relevansinya dengan kemajuan kecelakaan di HTR". Prosiding ICAPP 04, Pittsburg, AS
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Perilaku oksidasi grafit matriks elemen bahan bakar HTR dalam oksigen dibandingkan dengan grafit nuklir standar". Dalam: Rekayasa dan Desain Nuklir, 277 (2004), hlm. 281-284