Incidenti intrinseci ed emissioni di radioattività dalla linea HTR!

Una nuova indagine (1) dello scienziato Rainer Moormann sul funzionamento del reattore ad alta temperatura al torio (THTR) AVR a Jülich, che è stato spento nel 1988, non solo mette in discussione l'intera precedente architettura ufficiale di sicurezza di questa linea di reattori, ma scuote anche la dichiarazioni della comunità nucleare internazionale sui vantaggi dei reattori di nuova generazione IV nelle loro Fondazioni.

Sorprendentemente, questa critica viene da uno scienziato che ha condotto ricerche regolari sulla linea HTR al Forschungszentrum Jülich per molti anni e ha pubblicato su questo (2). Con un grado di apertura senza precedenti, questa "rivalutazione relativa alla sicurezza" è la prima a rivelare problemi significativi nel funzionamento e nell'attuale smantellamento del reattore generale di prova (AVR) a Jülich e ad affrontare una notevole contaminazione radioattiva. Ecco i risultati nel dettaglio:

"Questo lavoro si occupa principalmente di alcuni problemi pubblicati in modo inadeguato ma rilevanti per la sicurezza del funzionamento dell'AVR".

"Il circuito di raffreddamento dell'AVR è fortemente contaminato da prodotti di fissione metallici (Sr-90, Cs-137), il che porta a notevoli problemi con l'attuale smantellamento. L'entità della contaminazione non è esattamente nota, ma la valutazione degli esperimenti di deposizione di prodotti di fissione suggerisce che questa contaminazione ha raggiunto una piccola percentuale di un inventario del nucleo alla fine dell'operazione ed è quindi ordini di grandezza superiore ai calcoli preliminari e anche notevolmente superiore alla contaminazione in grandi LWR. Una percentuale significativa di questa contaminazione è legata alla polvere di grafite e è quindi parzialmente mobile negli incidenti di sfogo della pressione, che devono essere presi in considerazione nelle valutazioni di sicurezza dei futuri reattori".

 

3. Temperature interne inammissibilmente elevate sono la causa di elevati rilasci.
"Il risultato è stato che la contaminazione del circuito di raffreddamento dell'AVR non era principalmente causata da una qualità inadeguata degli elementi di combustibile, come precedentemente ipotizzato, ma piuttosto da temperature interne inammissibilmente elevate, che hanno accelerato notevolmente i rilasci. Le temperature interne inammissibilmente elevate sono state scoperte solo 1 anno prima che l'operazione finale dell'AVR terminasse, poiché un nucleo di ciottoli non è stato ancora strumentabile Le temperature massime del nucleo nell'AVR sono ancora sconosciute, ma erano più di 200 K sopra i valori calcolati
non possibile."

4. Il generatore di vapore è stato danneggiato durante il funzionamento.
"Inoltre, sono state misurate differenze di temperatura azimutale fino a 200 K al bordo del nucleo, che possono essere probabilmente attribuite a uno squilibrio delle prestazioni. Filamenti di gas caldo con temperature superiori a 1100 ° C, che potrebbero aver danneggiato il generatore di vapore, sono stati occasionalmente misurato sopra il nucleo."

5. Il funzionamento dell'AVR era pericoloso e inaffidabile. Di conseguenza, queste proprietà di sicurezza negative possono essere previste anche nei futuri reattori di quarta generazione.
"Non c'era quindi un funzionamento dell'AVR sicuro e affidabile a temperature di uscita del gas adatte per il calore di processo, come ipotizzato come base dello sviluppo del VHTR a letto di ciottoli nel progetto di quarta generazione".

6. I gruppi di combustibile sferico HTR non possono impedire la fuoriuscita di radioattività. Un mito viene smascherato come una bugia.
"I problemi di contaminazione dell'AVR sono anche legati al fatto che i gruppi di combustibile HTR intatti non possono essere visti come una barriera quasi completa per i prodotti di fissione metallici come lo sono per i gas nobili. I metalli si diffondono nel nucleo del combustibile, nei rivestimenti e nella grafite. Una svolta attraverso questo Le barriere si verificano nel normale funzionamento a lungo termine quando vengono superati determinati limiti di temperatura specifici del prodotto di fissione. Questo è un punto debole irrisolto nell'HTR che non esiste in altri reattori. "

7. Esiste una distribuzione incontrollata (!) di nuclidi radioattivi sull'intero circuito di raffreddamento.
"Un altro punto debole dell'HTR che ha contribuito alla contaminazione dell'AVR è dovuto al fatto che i nuclidi rilasciati dagli elementi di combustibile nell'HTR sono distribuiti in modo incontrollato sull'intero circuito di raffreddamento. A causa degli alti tassi di deposizione dei prodotti di fissione chimicamente reattivi nei circuiti di raffreddamento HTR cioè, l'attività rilasciata dai gruppi di combustibile non può essere rimossa utilizzando un sistema di pulizia, come è lo standard nel LWR. "

 

Commento: Così ora sappiamo perché gli operatori di THTR Hamm hanno resistito così violentemente alla nostra richiesta di un registro dei nuclidi dopo la sua chiusura. Un ulteriore disastro sarebbe diventato ovvio e pubblico!

8. Si è verificato l'ingresso di acqua. Questi devono essere eliminati in futuro da dispositivi aggiuntivi.
"In caso di ingresso di acqua, la penetrazione di acqua liquida nel ciottolo, come avvenuto in un incidente AVR, deve essere strutturalmente esclusa al fine di prevenire un eventuale coefficiente di reattività a vuoto positivo con escursione di reattività".

9. Manca completamente un contenitore a tenuta di gas (contenitore di sicurezza), ma è assolutamente necessario.
"I criteri per un'attività accumulata massimamente tollerabile nel circuito di raffreddamento HTR sono stati sviluppati sulla base delle ordinanze tedesche per gli incidenti di progettazione, nonché sulla base dei requisiti di manutenzione e smantellamento. L'applicazione di questi criteri ai reattori a letto di ciottoli porta alla conclusione che il contenimento a tenuta di gas è necessario anche se non si ipotizzano temperature interne eccessive. "

10. Nel suo studio, l'autore discute se, nell'interesse della sicurezza, si debba generalmente astenersi dalle temperature dei gas caldi in futuro. In altre parole: il reattore ad altissima temperatura (VHTR), particolarmente apprezzato nella quarta generazione, crea un numero particolarmente elevato di problemi che devono ancora essere risolti. A tal fine sarebbe indispensabile un "programma di R&S molto ampio" prima di intraprendere ulteriori passi.

11 L'ulteriore sviluppo del reattore a letto di ciottoli sarà molto costoso e pertanto i rischi economici dovrebbero essere stimati con precisione in anticipo. Ne è valsa la pena l'enorme sforzo?
"Un reattore sperimentale a letto di ciottoli ampiamente strumentato sarebbe indispensabile per risolvere questi problemi. Prima di avviare un programma di ricerca e sviluppo di queste dimensioni, dovrebbe essere effettuato uno studio di fattibilità che includa una stima dei costi per quantificare il rischio economico di questo sviluppo. "

12 Tutti i precedenti studi sulla sicurezza dell'HTR sono stati inadeguati e troppo ottimisti nelle loro conclusioni.
"Per quanto riguarda gli incidenti al di fuori della progettazione, i problemi di sicurezza in caso di ingresso di aria / incendio del nucleo non sono stati ancora adeguatamente risolti. Uno studio comparativo sulla sicurezza di HTR con pali di ciottoli, HTR a blocchi e LWR di terza generazione sarebbe utile per ottenere una dichiarazione più affidabile sulla sicurezza degli attuali concetti HTR a mucchio di ciottoli: dal punto di vista di oggi, i precedenti studi sulla sicurezza per i reattori a letto di ciottoli devono essere considerati troppo ottimisti. "

 

Dopo la pubblicazione di questo studio critico nell'ambito del Centro di ricerca Jülich, può esserci solo una richiesta: niente più euro per la ricerca HTR e di quarta generazione; nessuna costruzione del PBMR in Sud Africa, che avrebbe esattamente i problemi citati!

 

1. Rainer Moormann: "Una rivalutazione relativa alla sicurezza del funzionamento del reattore a letto di ciottoli AVR e conclusioni per i futuri reattori". Rapporti dal Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Pubblicazioni precedenti di Rainer Moormann sul problema HTR:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Ossidazione di materiali a base di carbonio per sistemi energetici innovativi (HTR, reattore a fusione): stato e ulteriori esigenze". Articolo in un libro. 11 pagine.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Stima del termine di origine per HTR di piccole dimensioni; un approccio tedesco Atti del 1° Incontro Indagine sugli studi di base nel campo dell'ingegneria ad alta temperatura (compresi gli studi sulla sicurezza)". Articolo in un libro. 9 pagine.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Differenze tra il comportamento di ossidazione delle grafiti della matrice degli elementi di combustibile A3 nell'aria e nel vapore e la sua rilevanza sull'andamento degli incidenti negli HTR". Atti dell'ICAPP 04, Pittsburg, USA
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Comportamento all'ossidazione di una grafite a matrice di elementi di combustibile HTR in ossigeno rispetto a una grafite nucleare standard". In: Ingegneria e progettazione nucleare, 277 (2004), pp. 281-284