Lothar Hahn의 보고서에서 발췌 - 1988년 XNUMX월

안전 문제 및 사고 위험

6장) HTR 모듈 및 기타 고온 원자로의 안전 문제 및 사고 위험

8장으로.) HTR 라인의 증식 문제

안전성 면에서 HTR, 특히 소형 고온로인 HTR-Modul과 HTR-100은 기적이라고 한다. 이해 당사자는 조사 대상이 아닌 주장을 합니다. 대중의 보안 논쟁을 지배하는 선전 캠페인은 지금까지 필요한 차별화된 고려 사항을 생략했습니다.

원칙적으로는 70년대 초 경수로에 대한 안전 논쟁에서 도입된 원자력 산업계에서도 동일한 접근 방식을 선택합니다. 하찮은 것과 은폐, 잘못된 정보와 반쪽짜리 진실이 공개 토론을 대신하는 이러한 스타일은 공개 전문가 토론에서 보안 토론을 전례 없이 격리함으로써 선호됩니다. 당국, 전문가(예: TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), 자문 서비스(예: 원자로 안전 위원회), 대규모 연구 기관(예: 원자력 연구 시설) 및 산업계는 실제로 독립적인 모니터링 기구가 존재하지 않고 효과적인 민주적 통제가 불가능하다는 것을 의미합니다.

기존에 담당했던 연방 내무부 장관(BMI)이 설치한 임시 토론회 "미래 고온 원자력 발전소(HTR-500/HTR 모듈)의 기본 안전 문제"의 활동은 전형적인 것으로 평가된다. 그러한 조건의 결과. 당국, 전문가 및 업계 대표로 구성된 이 위원회는 1984년까지 비공개로 HTR 모듈과 관련된 보안 문제를 논의했습니다. 이 통제할 수 없는 비밀 조직의 실제 임무는 분명히 HTR 모듈과 HTR-500의 원활한 승인을 준비하기 위해 이후 승인 절차를 예상하여 공통 전략과 안전 기준의 해석을 개발하는 것이었습니다.

HTR의 주장된 안전 이점에 대한 기술적 배경은 일반적으로 경수로에 비해 원자로 노심의 전력 밀도가 낮고 노심 및 구조 재료의 열용량이 높으며 내열성이 높기 때문입니다. 이를 바탕으로 HTR은 냉각수 고장 시 선천적으로 느리게 거동하며, 잔열 제거 실패 사고 시에는 가열 과정이 너무 느리게 진행되어 여전히 많은 수의 잔열이 발생한다는 주장 사고 통제를 복원하기 위한 개입 및 수정 옵션. 또한 경수로와 같은 노심용융은 흑연이 녹지 않기 때문에 제외되지만 3500 부근에서 o C는 승화합니다. 즉, 어쨌든 중소형 고온 반응기에서는 도달할 수 없는 온도입니다. 일반적으로 말해서, HTR에서는 어떠한 사고 시퀀스도 가능하지 않으며, 그 결과 시설 외부에서 재난 통제 조치를 필요로 하는 방사능 방출이 있을 것이라고 주장합니다.

그러한 주장은 의식적이든 무의식적이든 거짓이고 의심스러운 것으로 거부되어야 합니다. - HTR의 실제 보안 문제를 우회합니다. 이는 부분적으로 경수로의 안전 고려 사항을 HTR로 잘못 전달하고 이에 따라 HTR에서 냉각 실패의 중요성을 과대 평가하는 데 기반을 두고 있습니다.

경수로의 경우와 마찬가지로 위험 가능성은 방사성 핵분열 생성물의 목록과 자연 방출 메커니즘에 의해 결정됩니다.

핵분열 생성물의 총 방사성 인벤토리는 주로 원자로의 열용량에 의존하고 원자로 유형에는 덜 의존한다. 따라서 HTR 모듈의 경우 Biblis 등급 경수로의 약 5%입니다. 따라서 이 인벤토리는 여전히 너무 큽니다(약 2 x 1019 Becquerel) 이 인벤토리의 일부를 방출하면 인구의 건강에 막대한 피해를 입히기에 충분합니다. 소형 고온 원자로는 거주지 근처에 건설하는 것이 바람직하기 때문에 더욱 그렇습니다.

HTR의 방출 메커니즘과 관련하여 노심 용융이 가능한지 여부는 중요하지 않지만 연료 요소 입자(("코팅 입자")와 연료 요소가 보유 효과를 잃는지 여부와 시기에 달려 있습니다.o C 및 2000 ~ 2500 사이의 온도에서 내려갑니다. o C는 사실상 졌다. 그러나 이것은 정확히 THTR-300과 HTR-500에서 잔열 제거가 실패할 경우 도달하는 온도입니다. 300차 회로에서 누출이 발생하는 경우, 특히 THTR-XNUMX에 차단 장치가 없기 때문에 환경으로 누출될 수 있습니다.

HTR 모듈은 과열 사고 시 수동적 방열로 인해 연료 집합체의 최고 온도가 임계 온도인 1600도를 초과하는 방식으로 안전 관점에서 설계되었습니다. oC를 초과해서는 안됩니다. 그러나 이것은 수동적 방열 및 성공적인 종료를 포함한 특정 조건에서만 보장될 수 있습니다. 이를 위해 필요한 시스템이 필요할 때 사용할 수 없는 경우 HTR 모듈로 사고 시퀀스가 ​​발생할 수도 있으며, 그 동안 연료 요소 온도가 1600 oC 증가. 이는 모듈을 사용하여 핵연료 집합체에서 대량 핵분열 생성물을 방출할 수도 있음을 의미합니다.

그러나 결정적인 것은 냉각 실패 시 HTR의 느린 동작이 무엇보다도 HTR 관련 사고의 잠재적 원인인 조치와 함께 구입되었다는 것입니다. 감속재로 흑연 사용 및 구조 재료. 예방 조치에도 불구하고 많은 양의 물(증기 발생기 누출을 통해 XNUMX차 회로에서 유입)과 XNUMX차 회로로 공기가 유입될 가능성을 배제할 수 없습니다. 안전 시스템의 추가 고장이 있을 경우 흑연-물 반응 및 흑연 화재로 인한 심각한 사고가 발생합니다. 이러한 유형의 사고는 HTR 모듈에서 위험을 지배하는 프로세스 중 하나이기도 합니다.

또한, HTR 모듈에는 많은 다른 사고 시퀀스가 ​​있으며, 그 중 몇 가지 원인만 여기에서 추가 논의 없이 언급해야 합니다.

  • 외부 영향, 예: B. 비행기 추락, 폭발, 방해 공작, 전쟁 행위,
  • 수동 부품의 고장, 예: B. 파이프라인, 압력 용기, 표면 냉각기.

HTR 모듈의 안전에 직간접적으로 부정적인 영향을 미칠 수 있는 기타 영향은 다음과 같습니다.

  • 비용상의 이유로 축소된 보안 개념(예: 격리 부족),
  • (수많은 좌절과 함께) 고온 원자로에 대한 작동 경험이 거의 없음,
  • (경수로에 비해) 안전성 분석에서 낮은 침투 깊이,
  • HTR 모듈에 대한 포괄적인 위험 분석이 부족합니다.

HTR 모듈의 안전 평가를 위해 모든 안전 관련 문제를 다루지 않고 이 유형이 문서상에만 존재하며 주장된 안전 이점 중 일부를 구체적으로 확인할 수 없다는 점도 결정해야 합니다. 경험에 따르면 THTR-300의 예에서 볼 수 있듯이 안전 관련 문제의 상당 부분은 시스템을 설정하고 운영할 때만 드러납니다.

요약된 안전 문제의 결론으로 ​​HTR(특히 HTR 모듈과 같은 소형 버전에서)은 z 이외의 중요한 다른 설계 기능을 가지고 있다고 말할 수 있습니다. B. 경수로는 반면에 소형 HTR에는 특별한 안전 결함이 있어 대형 사고로 이어질 수 있습니다.

 


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8장.) HTR 라인의 증식 문제

기술 무기 목적으로 핵분열 물질을 사용할 가능성에 대한 문제는 지금까지 HTR에 대한 논의에서 최대한 조심스럽게 다루어졌습니다.

그러나 HTR 라인의 모든 측면에 대한 완전한 그림을 얻으려면 핵확산 문제의 기술적 측면에 대한 조사가 필요합니다. 군사적 목적으로 핵분열 물질을 전용할 수 있는 동기와 핵분열 물질 흐름 모니터링의 가능성과 한계에 대한 논의는 여기서 생략합니다. 이를 위해 다른 출판물을 참조하십시오. 이 시점에서 기술적인 문제에 관한 것이어야 합니다.

원자로 라인의 확산 문제와 관련하여 기술적인 관점에서 다음과 같은 질문을 해야 합니다.

  • 연료가 통과하는 스테이션은 플루토늄(모든 동위원소 구성) 또는 고농축 우라늄 235와 같이 무기에 직접 적합한 형태의 핵분열성 물질입니까?
  • 다음 중 핵분열 물질을 군사용으로 전용할 수 있는 스테이션은 무엇입니까?
  • 핵분열성 물질이 군사적 목적으로 사용되기 전에 물리적 및/또는 화학적 처리가 필요한 형태로 분기될 수 있는 스테이션은 다음 중 어느 것입니까?

이러한 질문에 대한 답변은 공급, 원자로 작동 및 처분의 세 가지 영역에 대해 아래에 요약되어 있어야 합니다.

공급 측면에서 일부 관측소에서는 농축 우라늄 235에 접근할 가능성이 항상 있습니다.

THTR-300 및 AVR용 연료 요소의 제조에서 U-235는 고농축 형태의 다양한 공정 단계, 즉 연료 요소의 농축에서 완성까지 직접 액세스할 수 있습니다.

THTR-300의 각 연료 요소 볼과 AVR 연료 요소(Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich)의 약 절반에는 각각 약 1g의 고농축 U-235가 들어 있습니다. NUKEM에서 이 물질의 저장 및 처리량은 6톤 범위입니다(요청 처리량은 농축도에 관계없이 XNUMXt입니다).

따라서 235kg에서 1kg 범위에서 고농축 우라늄 10의 소멸은 감지되지 않을 수 있습니다.

미래의 HTR 공장에는 저농축 우라늄만이 계획되어 있습니다. 이것은 또한 필요한 운송 프로세스를 포함하여 언급된 스테이션에서 분기될 수 있습니다. 그러나 군사적 사용을 위해서는 더 농축되어야 하며, 이는 원칙적으로 모든 유형의 우라늄 농축 시설에서 수행될 수 있습니다. 비록 노력과 시간 요구 사항은 다르지만.

원자로 가동의 분기 가능성과 관련하여 체르노빌 사고 이후 러시아의 RBMK 원자로가 플루토늄 무기 생산에 사용되었으며 특히 핵연료 원소가 제거되거나 추가되어 이에 적합하다는 주장이 여러 차례 제기되었다. 연속 전원 작동을 방해하지 않고 할 수 있습니다. 그러나 HTR이 특정 정도로 가지고 있는 것은 바로 이 속성이며 HTR 모듈의 특별한 이점으로 언급되기까지 합니다("연료 요소 변경에 대한 가동 중지 시간 및 관련 작동 프로세스가 없습니다."). 연속적인 추가 및 제거 연료 집합체의 편리성으로 인해 원자로 부지에 체류하는 동안 언제든지 연료 집합체의 일부를 전환하는 것이 기술적으로 가능합니다.

IAEA와 EURATOM에 의한 연료 요소의 도량형 및 회계 기록은 측정 방법론, 측정 부정확성 및 모니터링의 무작위 샘플링 특성으로 인해 전환에 대한 완전한 보호를 제공할 수 없습니다.

원자로에서 예정된 사용 후에도 연료에는 무기에 사용하기에 적합한 핵분열성 물질이 포함되어 있습니다. 토륨/우라늄 전략의 THTR 및 AVR 연료 요소에는 나머지 우라늄-235 외에도 원칙적으로 무기 목적에도 적합한 고품질 핵 연료 U-233이 포함되어 있습니다. 미래의 모든 고온 원자로의 사용후핵연료는 경수로와 유사하게 플루토늄과 기타 악티늄족을 함유하고 있다. 플루토늄 동위원소의 혼합물은 기본적으로 무기에 적합합니다.

U-233과 플루토늄이 연료 요소에 둘러싸여 있는 한 이러한 핵분열성 물질은 직접 접근할 수 없습니다. 재처리 과정을 통해서만 접근할 수 있습니다.

위에서 언급한 HTR 연료 요소의 민간 재처리는 무엇보다도 아직 해결되지 않은 안전 관련 문제 및 방사선 보호 문제(예: 흑연 연소 관련)로 인해 실패했습니다.

핵연료 생산을 위한 HTR 연료 요소 재처리의 가능한 대규모 도입과 대조적으로, 군사적 변형에서는 기술 및 경제적 문제가 무시될 수 있습니다. 더욱이, 방사선 방호 측면(직원과 인구 모두에 대한)은 무시될 수 있습니다. 마지막으로, 시스템의 크기는 순전히 군사적 관점에서 결정될 수 있으며 상대적으로 작게 유지될 수 있습니다(예: 실험실 시스템과 같이). 

저농축 우라늄 235로 만든 사용후핵연료에는 약 0,1g의 플루토늄이 들어 있습니다. 결과적으로 원자폭탄의 재료는 이론적으로 50.000개의 사용후핵연료 요소 볼을 처리하여 얻을 수 있습니다. 즉, 1000개월 이내에 하루에 XNUMX개의 볼을 처리할 수 있습니다. 이러한 관점과 규모에서 이 경로는 다른 원자로 라인에서 플루토늄을 생산하는 것보다 분명히 더 복잡하고 기술적으로 더 까다롭습니다. 어쨌든 위장하기가 더 쉽습니다. 특히 어느 지점에서나 분기된 연료 요소를 더미 요소로 교체할 수 있기 때문에 더욱 그렇습니다.

그러나 이러한 관점에서 HTR에는 군사적으로 사용할 수 있는 고유한 기능이 있습니다. 즉 효과적인 삼중수소 생성기로 사용할 수 있습니다. 원자 폭탄에 사용하기 위한 삼중수소 생성은 적절한 연료 구성(예: 리튬 추가)으로 제어할 수 있으며 기술적으로 잘 발달된 핵무기 보유국에 군사적 관심이 될 수 있습니다. 미국 HTR 제공업체는 이 군사 옵션으로 군비 부문에 침투하려고 뻔뻔스럽게도 시도했습니다.

요컨대, 연료 공급 및 폐기 스테이션을 포함한 고온 원자로의 작동은 특정 확산 위험을 나타낸다고 말할 수 있습니다. 핵분열 폭탄(우라늄, 플루토늄) 재료의 전용과 관련하여 RBMK 원자로 및 중수로와 질적으로 대등한 상황이 발생합니다. 폭탄에 사용하기 위한 삼중수소 생산과 관련하여 HTR은 특히 군사적으로 중요합니다.

 

(1940년대 초반 이후의 원자방사선 방출: 참조 INES - 국제 등급 척도 및 전 세계 원자력 사고 목록)


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원자 세계의 지도 - Google 지도! - 23.08.2015년 XNUMX월 XNUMX일 발간 당시 처리 현황원자 세계의 지도 - Google 지도! - 25.11.2016년 XNUMX월 XNUMX일 처리 현황우라늄 채굴 및 가공에서 원자력 연구, 원자력 발전소 사고를 포함한 원자력 시설의 건설 및 운영, 우라늄 탄약, 핵무기 및 핵폐기물 취급에 이르기까지.
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