基本的なセキュリティの問題

高温原子炉とTHTR-300の特定の赤字

ローターハーン-1986年XNUMX月

HTRの想定される「固有の」セキュリティに

高温ガス炉の開発が始まって以来、利害関係者は、HTRが「本質的に」安全であることを一般の人々に提案しようとしてきました。この巧妙に設計された広告戦略は、原子力の議論においてさえ、前例のない偽情報をもたらしたため、間違いなくある程度の成功を収めました。原子力産業による他の主張と同様に、それは科学的に受け入れられない仮定と誤った結論に基づいています。

技術、特に核技術では、システムが物理的および化学的法則のみに基づいて設計状態に留まり、事故に対処する際にアクティブセーフティデバイスの機能に依存しない場合、システムは本質的に安全であると呼ばれます。職員の介入が指示されます（AlwinWeinbergによる定義による）。

よく知られているように、軽水炉にはこれらの特性はありません。しかし、これまで真剣に追求されてきた事実上すべてのHTRの概念は本質的に安全ではなく、特にTHTR-300にはこの特性がないことも完全に明らかです。たとえば、安全関連の中心的な要件のXNUMXつである、シャットダウンと残留熱の除去（したがって、最終的には核分裂生成物の保持）は、アクティブセーフティデバイスおよび/または重大な事故や放射性インベントリの重大な放出が発生した場合の処理に依存します。防止されます。

主張されている固有の安全性の証拠として、HTR業界は通常、HTRが軽水炉とは異なり、安全性の面で有利な効果があると言われているいくつかの特性を挙げています。しかし、HTRは、おそらく好ましいものに加えて、他のタイプの原子炉にはない安全関連の不利な特性も持っているため、これから本質的に安全とはほど遠いです。 HTRの最も頻繁に引用される主張されている利点は、以下に提示され、コメントされています。

アイゲンシャフト： 熱容量に対する電力密度の比率が低い、つまり、冷却障害が発生した場合に（軽水炉またはブリーダーと比較して）温度上昇が遅い。
コメント：これは正しくありませんが、特定の冷却障害のあるイベントにのみ適用されます。水の侵入、空気の侵入、反応性事故などのHTR固有の事故の場合、この特性はそれほど重要ではありません。急速な冷却が必要な場合、高い熱容量はかなり不利です。
アイゲンシャフト： セラミック燃料要素とコア構造材料の高温耐性、 B.軽水炉で可能。
コメント：ステートメントは正しいですが、実際の問題は無視されます。それは主に炉心溶融の可能性についてではなく、放射性核分裂生成物を放出できるかどうか、そしてどのように放出できるかという問題です。 1600を超える温度で^o核分裂生成物のかなりの割合が燃料粒子と燃料集合体から放出されます。この効果はさらに高温で増加し、遅くとも約2500で増加します。^oC一次回路への大量の放出があります。危険な放出が発生する温度は、グラファイトがその機械的一貫性を失うことなく、事故のためにすべての大型および大型高温原子炉の炉心で到達する可能性があります。したがって、HTRではコアメルトダウンが不可能であるという記述は誤解を招きやすく、リリースメカニズムには関係ありません。
アイゲンシャフト： 反応性の負の温度係数、すなわち、温度の上昇に伴う発電量の減少。
コメント：この特性はHTRに固有のものではありませんが、軽水炉にも存在します。この特性がなければ、HTRも軽水炉も承認されません。特にHTRは、軽水炉の場合とは異なり、偶発的な加熱の場合に減速効果が保持されるため、負の反応温度係数を必要とします。さらに、温度係数は温度の上昇とともにますます負になり、同時にそのコースの知識の不確実性はますます大きくなり、約1200を超えると言うことができます。^oCその値は実験的に検証されていません。 HTRのもうXNUMXつの特定の欠点は、急冷すると反応度事故が発生する可能性があることです。
アイゲンシャフト： 内側の位相安定した中性子物理中性冷却材ヘリウム。
コメント：冷却ガスには、燃料集合体の腐食現象を引き起こす可能性のある不純物が含まれているのは正しいことです。したがって、とりわけこれらの不純物を減らすために、ガス洗浄システムを特別に提供する必要がありました。ヘリウムの他のXNUMXつの特性（位相安定性、中性子の物理的中性）はほとんど関係ありません。それ以外の場合は、ヘリウムのみを冷却剤として使用できます。

もちろん、HTRの概要に示されている明らかな安全上の利点は、その特定の欠点や安全上の問題とも比較する必要があります。言及されているとされる肯定的な特性のいくつかは、減速材および構造材料としてのグラファイトの選択に基づいています。グラファイトの特性は、HTR特有およびHTR特有の事故の可能性、すなわち、水の侵入事故（蒸気発生器の漏れによって引き起こされる）後のグラファイト-水反応、および空気侵入事故後のグラファイト火災の原因にもなります。必要な安全機能の追加の障害が発生した場合（たとえば、水の侵入の場合：蒸気発生器の遮断、余熱の除去、原子炉の停止）、これらの事故は制御されず、制御不能な放出につながる可能性があり、原子炉の近く。とりわけ、これらの放出は純粋な炉心加熱事故後よりも早く起こるため、水と空気の侵入によって引き起こされた事故は、HTRでリスクを支配する事故プロセスを開始すると想定することができます。

これらの事故に加えて、いわゆる反応度事故、すなわち制御およびシャットダウンロッドシステムの誤動作によって引き起こされる事故は、高温原子炉の事故のリスクに大きく影響します。

HTRロビーは、THTR-300の承認プロセスの一部としてインシデント調査を参照し、KFA（原子力研究施設）ユーリッヒのHTR安全性分析を参照して、インシデントが言及したという彼らの主張を立証すると考えられます。他の安全システムが故障した場合でも、システムの近くで制御されているか、関連する損傷を引き起こさない。高温原子炉の事故リスクに関してこれまでに提示された研究は、暫定的で、不完全で、ほとんど安全ではなく、科学的に一貫性がないことに注意する必要があります。コンセンサスが考えられるか、反対意見が絞り込まれる前に、科学技術的議論プロセスの本質的な要素と前提条件はまだ保留中です。 B.批判的で独立したレビュー、トレーサビリティ、およびソースのアクセス可能性。

さらに、これまでリスク調査が行われてきたのは、実現されない（HTR-1160）か紙にしか存在しなかった（HTR-500、モジュール）HTRの概念だけであり、それだけであるというのは奇妙なことです。ドイツでは、既存の大規模HTRシステムであるTHTR-300は、表面的な簡単な調査を除いて、リスク調査はありません。

安全面で不利なTHTR-300の特徴

THTR-300の設計機能と構造原理に基づく安全関連の評価は、試運転中の否定的な驚きに関係なく、安全関連の不利な機能の数を明らかにします。 THTR-300の安全関連設計の包括的な評価は、現時点では実施されません。ここでは、重要な位置から疑わしいと思われるだけでなく、核の規則や規制、および核技術におけるいわゆる安全哲学と衝突する300つの設計上の特徴のみを例として取り上げます。また、軽水炉（主に原子力規制の基礎となっている）とTHTR-300の違いを考慮すると、THTR-XNUMXの原子炉技術の基本原則の違反は、以下の例に基づいて明らかになります。

1の例：

5.3つのシャットダウンシステムは、十分に独立しておらず、多様性がなく、すべての動作状態および誤動作でそれらに課せられた要件を満たしていません。したがって、原子炉安全委員会の意見に反して、停止システムは原子力発電所のBMI安全基準を満たしていません（基準300）。ダイバーシティ、シャットダウンバランス、信頼性の点でTHTR-XNUMXよりも明らかに優れており、技術的にも実現可能なシャットダウンの概念が長い間存在してきました。

2の例：

THTR-300には、軽水炉に規定され実装されているような独立した緊急冷却システムはありません。余熱は、作動中のファンと蒸気発生器の助けを借りて除去されます。ちなみに、提案された後継炉HTR-500は、余熱除去のためにXNUMXつの独立したユニットを装備することになっています。

3の例：

THTR-300には、気密性のある安全容器とコンクリートシェルで構成された軽水炉のような格納容器はありません。 THTR-300には、（気密ではない）いわゆる原子炉保護棟（工業ホールのコンセプト）のみが装備されています。

これまでに明らかになった構造上の欠陥

THTR-300の設計で正当化される安全上の欠陥に加えて、多くの設計上の欠陥と設計上の誤りが前の試運転段階で明らかになり、そのいくつかは事故や追加の安全上の問題の原因となっています。

1の例：

小石は、投影で想定されているよりもコンパクトです。これにはいくつかの結果があります。

長期的なシャットダウンの目的でコアロッドが小石の中に移動すると、設計の限界にある増加した力がロッドに作用します。
すでに不利なコアロッドシステムの信頼性はさらに低下します。 B.は23年11月1985日の出来事を示しました（第4章を参照）。
その結果、小石の山を循環させて緩める必要がありますが、ロッドを内側に動かすことによって小石の山が繰り返し圧縮されるため、これは解決策にはなりません。
ボールの破損率は計算よりもはるかに高いです。 1982年800月からの「Atomwirtschaft」（atw）で、高温原子炉建設GmbHの従業員による記事で、「19年間の運転で、平均して5つの燃料要素だけが炉心棒によって押しつぶされる」と言われました。発電所長のGlaheが1987個の砕いたボールを追加しました。他の情報によると、非常に多くのボールがすでに壊れているため、壊れたボールを保持するために提供された8.000つのコンテナのXNUMXつがいっぱいです。両方のタンクは一緒になって、システムの全耐用年数の間に発生するボールの破損に対応するように設計されています。（XNUMX年XNUMX月XNUMX日のWestfälischeAnzeigerは次のように報告しました：「試運転開始からほぼXNUMX年半後、テニスボールのサイズのXNUMX（！）燃料要素を除去する必要がありました...」; Horst Blume ）。
4年5月1986日の事故の原因は、放射能汚染されたグラファイトと燃料ダストの予想外の大量蓄積と金属摩耗でした。さらに、問題は、システム内の多数のポイントでの汚染とほこりの蓄積から発生します。特に、バルブやその他の機器の故障の可能性が高くなります。

2の例：

一定の力を超えると、ボール抽出パイプの「セパレータ」に流れる冷却ガスの過剰な流れの力のためにボールを引き抜くことができなくなるため、ボールパイルを循環させることができなくなります。これにより、運用上の制限が発生します。

3の例：

蒸気発生器の環の断熱材の寸法が正しくないこと、および換気システムの設計が不適切な場合、特定の出力および特定の外気温度でシステムの一部に過度の温度が発生する可能性があります。

4の例：

一次冷却ガスの流れのガイダンスが正しくないため、いわゆるバイパスが存在するため、コアを通過する冷却スループットは計画よりも低くなります。その結果、全負荷を達成することは不可能であり、これはおそらく、炉心での追加の操作によってオペレーターが回避しようとするでしょう。

5の例：

いわゆる原子炉保護棟は気密性がないため、原子炉ホールから環境への放射性物質の放出を減らすことを目的とした負圧をどこにでも構築することはできません。暫定的な封印措置によってこのエラーを制御しようとします。

これらの設計上の欠陥や欠陥に加えて、部分的または完全に排除されたと言われている他の多くの欠陥があります。 B.ライナー冷却システムの漏れとローディングシステムの故障。現時点では、これらのエラーやその他のエラーが実際に最終的かつ完全に修正されたかどうかを評価することはできません。

THTR-300の事故

確かに、インシデントは、個別のイベントとして評価された場合、最終的には常に予期しない予期しないイベントです。それにもかかわらず、これまでに利用可能なTHTR-300の事故リストを評価する場合、多くの事故および/または事故の種類が設計上の欠陥にまでさかのぼることができ、ほぼ必然的に発生したことを遡及的に判断する必要があります。インシデントのリストには、次のイベントが含まれています。

23.11.1985：

長期停止システムのXNUMX本のコアロッドのうちXNUMX本は、計画どおりに小石クラスターの深さ全体に打ち込むことができませんでした。動作可能なショートストロークドライブの使用のみが完全な後退につながりました。コアロッドシステムのこの部分的な故障の実際の原因は、圧縮された小石クラスターの結果としてのロッド力の増加にあります。情報ポリシーとオペレーターによる説明の試みは、信じがたいことが判明しました。（たとえば、アンモニア供給は許可による安全システムではないため、「潤滑剤」としてアンモニアを供給しなくても、コアロッドの挿入はもちろん保証されなければなりません。）

04.05.1986:

放射性物質の放出が増加したこの事故の原因は、グラファイトと燃料の粉塵と摩耗の蓄積の増加にまでさかのぼることができます。充電システムの緩衝地帯の低圧側のバルブがほこりによる汚染のために閉じず、（非放射性）パージガスを使用してもこのエラーを修正できなかった後、オペレーターは一次側のバルブを開きましたパージの目的で。ほこりで放射能汚染された一次冷却ガスのかなりの量が直接放出され、圧力逃がしダクトを介して煙突から環境にろ過されずに放出されました。放射線学的側面に加えて、この事件について特に心配しているのは、外科医が明らかな間違いを犯したこと、そして設計と設計（インターロックの欠如による）のために、単一の間違いが一次冷却ガスの直接放出。そうでない場合、追加のエラーが発生した場合（たとえば、さらなる操作エラーまたは一次側バルブの閉鎖機能の失敗による）、環境への冷却剤のほぼ完全な喪失が発生する可能性があります。拡大しました。

これらのXNUMXつのより正確に記述され、公に知られていることに加えて、他の多くのセキュリティ関連の事件がありました：

非常用電源のエラー
測定技術および制御機器の誤動作
NK11緊急冷却手順はすでに45回トリガーされています。これは、システムの全耐用年数に対する45のそのような緊急冷却シャットダウン手順の条件がすでにXNUMX分のXNUMXまで使用されていることを意味します。

査定

THTR-300特有の不利な安全特性、特別な設計上の特徴、これまでに知られている構造上の欠陥、およびこれまでの試運転段階の結果により、THTR-300を再起動しないことが緊急に必要になっています。そうでなければ、さらなる否定的な驚き、困難、事件は避けられません。安全性の観点から（また経済的配慮から）、オペレーターはTHTR-300による危険な大規模試験を中止するよう求められます。ペブルベッド型高温ガス炉技術が失敗したという結論はすでに導き出されています。

（1940年代初頭からの原子放射線の放出：参照 INES-国際的な評価尺度と世界中の原子力事故のリスト)