HTR 라인의 고유한 사고 및 방사능 방출!

새로운 조사(1) 1988년에 폐쇄된 율리히의 토륨 고온 원자로(THTR) AVR 작동에 대한 과학자 Rainer Moormann의 글은 이 원자로 라인의 이전 공식 안전 아키텍처 전체에 의문을 제기할 뿐만 아니라 흔들립니다. 새로운 XNUMX세대 원자로의 장점에 대한 국제 원자력 사회의 성명.

놀랍게도, 이 비판은 Forschungszentrum Jülich에서 HTR 라인에 대한 정기적인 연구를 수년 동안 수행해 왔으며 이에 대해 발표한 과학자로부터 나온 것입니다(2). 전례 없는 수준의 개방성을 갖춘 이 "안전 관련 재평가"는 쥘리히에 있는 일반 시험로(AVR)의 운영 및 현재 해체에서 심각한 문제를 처음으로 밝히고 상당한 방사능 오염을 해결하기 위한 것입니다. 자세한 결과는 다음과 같습니다.

"이 작업은 부적절하게 출판되었지만 AVR 작동의 안전 관련 문제를 주로 다루고 있습니다."

"AVR 냉각 회로는 금속 핵분열 생성물(Sr-90, Cs-137)로 심하게 오염되어 현재 해체에 상당한 문제가 있다. 오염 정도는 정확히 알 수 없으나 핵분열 생성물 증착 실험 평가 이 오염은 운영 종료 시 핵심 재고의 몇 퍼센트에 도달했으며 따라서 예비 계산보다 수십 배 더 높으며 대형 경수로의 오염보다 상당히 높습니다. 이 오염의 상당 부분은 흑연 먼지에 결합되어 있습니다. 따라서 미래 원자로의 안전 평가에서 고려해야 하는 압력 완화 사고에서 부분적으로 이동합니다."

 

3. 허용할 수 없을 정도로 높은 코어 온도는 높은 방출의 원인입니다.
"결과는 AVR 냉각 회로의 오염이 주로 이전에 가정한 것처럼 부적절한 연료 요소 품질로 인한 것이 아니라 허용할 수 없을 정도로 높은 코어 온도로 인해 발생했으며 이로 인해 방출이 상당히 가속화되었습니다. 허용할 수 없을 정도로 높은 코어 온도는 1년 만에 발견되었습니다. 최종 AVR 작업이 종료되기 전에 자갈 클러스터 코어가 아직 계측 가능하지 않았기 때문에 AVR의 최대 코어 온도는 아직 알 수 없지만 계산된 값보다 200K 이상 높았습니다.
불가능하다."

4. 작동 중 증기 발생기가 손상되었습니다.
"또한 코어 가장자리에서 최대 200K의 방위각 온도 차이가 측정되었으며 이는 아마도 성능 불균형에 기인할 수 있습니다. 증기 발생기를 손상시킬 수 있는 1100°C 이상의 온도를 가진 뜨거운 가스 가닥이 때때로 발생했습니다. 코어 위에서 측정되었습니다."

5. AVR 작동이 안전하지 않고 신뢰할 수 없었습니다. 결과적으로 이러한 부정적인 안전 특성은 미래의 XNUMX세대 원자로에서도 예상할 수 있습니다.
"따라서 Generation IV 프로젝트에서 자갈 베드 VHTR 개발의 기초로 가정한 바와 같이 공정 열에 적합한 가스 배출구 온도에서 안전하고 신뢰할 수 있는 AVR 작동이 없었습니다."

6. HTR 구형 연료 집합체는 방사능 누출을 막을 수 없습니다. 신화는 거짓으로 드러납니다.
"AVR 오염 문제는 또한 손상되지 않은 HTR 연료 집합체가 희가스와 마찬가지로 금속 핵분열 생성물에 대한 거의 완전한 장벽으로 볼 수 없다는 사실과 관련이 있습니다. 금속은 연료 코어, 코팅 및 흑연에 확산됩니다. 이 장벽을 통한 돌파구는 핵분열 생성물 특유의 특정 온도 한계를 초과했을 때 장기간의 정상 운전에서 발생하며, 이는 다른 원자로에는 존재하지 않는 HTR의 미해결 약점이다."

7. 전체 냉각 회로에 방사성 핵종의 통제되지 않은(!) 분포가 있습니다.
"AVR 오염에 기여한 또 다른 HTR 약점은 HTR의 연료 요소에서 방출된 핵종이 전체 냉각 회로에 통제되지 않은 방식으로 분포되어 있다는 사실 때문입니다. 화학적 반응성 핵분열 생성물의 높은 침착 속도 때문에 HTR 냉각 회로에서 즉, 연료 집합체에서 방출된 활동은 LWR의 표준과 같이 세척 시스템을 사용하여 제거할 수 없습니다.

 

논평: 이제 우리는 THTR Hamm의 운영자가 폐쇄된 후 핵종 등록부에 대한 우리의 요청에 왜 그렇게 격렬하게 저항했는지 알게 되었습니다. 추가 재난은 명백하고 대중에게 알려졌을 것입니다!

8. 물 유입이 발생했습니다. 이들은 향후 추가 장치를 통해 제거되어야 합니다.
"물이 침투하는 경우 AVR 사고에서와 같이 자갈로 액체 물의 침투는 반응성 편위와 함께 가능한 양의 공극 반응성 계수를 방지하기 위해 구조적으로 배제되어야 합니다."

9. 기밀용기(안전용기)가 완전히 빠져있지만 절대적으로 필요합니다.
"HTR 냉각 회로에서 최대 허용 가능한 누적 활동에 대한 기준은 설계 사고에 대한 독일 법령과 유지 보수 및 해체 요구 사항을 기반으로 개발되었습니다. 이러한 기준을 자갈층 원자로에 적용하면 결론이 도출됩니다. 과도한 코어 온도가 가정되지 않더라도 기밀 격리가 필요합니다."

10. 그의 연구에서 저자는 안전을 위해 미래에 고온 가스 온도를 일반적으로 삼가야 하는지 여부에 대해 논의합니다. 즉, IV세대에서 특히 선호되는 VHTR(Very-High-Temperature Reactor)은 아직 해결되지 않은 문제가 특히 많습니다. 추가 조치를 취하기 전에 "매우 광범위한 R&D 프로그램"이 이를 위해 필수적입니다.

11. 자갈층 원자로의 추가 개발은 매우 비용이 많이 들 것이고 따라서 경제적 위험은 사전에 정확하게 추정되어야 합니다. 엄청난 노력이 그만한 가치가 있습니까?
"이러한 문제를 해결하려면 광범위하게 계측된 실험적 자갈층 원자로가 필수 불가결할 것입니다. 이 규모의 R&D 프로그램이 시작되기 전에 이 개발의 경제적 위험을 정량화하기 위해 비용 추정을 포함한 타당성 연구가 수행되어야 합니다. "

12. 이전의 모든 HTR 안전성 연구는 불충분했으며 결론이 너무 낙관적이었습니다.
"설계기준초과 사고와 관련하여 공기유입/노심화재의 경우 안전문제가 아직 충분히 해결되지 않고 있다. 자갈말뚝 HTR, 블록 HTR, XNUMX세대 경수로에 대한 비교안전연구가 도움이 될 것이다. 현재 자갈 더미 HTR 개념의 보안에 대한 보다 신뢰할 수 있는 설명 얻기 : 오늘날의 관점에서 볼 때, 자갈 베드 원자로에 대한 초기 안전성 연구는 너무 낙관적인 것으로 간주되어야 합니다."

 

Jülich Research Center의 틀 내에서 이 중요한 연구를 출판한 후 요구 사항은 하나뿐입니다. HTR 및 XNUMX세대 연구에 더 이상 유로가 필요하지 않습니다. 정확히 언급된 문제가 있는 남아프리카 공화국에서 PBMR을 건설하지 않습니다!

 

1. Rainer Moormann: "AVR 자갈층 원자로 작동에 대한 안전 관련 재평가 및 미래 원자로에 대한 결론". Forschungszentrum Jülich, 4275의 보고서. ISSN 0944-2952.

2. HTR 문제에 대한 Rainer Moormann의 이전 간행물:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "혁신적인 에너지 시스템(HTR, 핵융합 반응기)을 위한 탄소 기반 재료의 산화: 상태 및 추가 요구 사항". 책의 기사. 11페이지.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "소형 HTR에 대한 출처 용어 추정, 독일 접근 방식 고온 공학 분야(안전 연구 포함)의 기초 연구에 대한 1차 회의 조사 절차". 책의 기사. 9페이지.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "공기 및 증기에서 A3 연료 요소 매트릭스 흑연의 산화 거동과 HTR의 사고 진행과의 관련성 간의 차이". ICAPP 04 절차, 미국 피츠버그
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "표준 핵 흑연과 비교한 산소 내 HTR 연료 요소 매트릭스 흑연의 산화 거동". In: 원자력 공학 및 설계, 277(2004), pp. 281-284