Pagrindinės saugumo problemos

aukštos temperatūros reaktoriuje ir ypatingas trūkumas THTR-300

Lothar Hahn – 1986 m. birželis

Į tariamą „įgimtą“ HTR saugumą

Nuo pat aukštos temperatūros reaktorių kūrimo pradžios suinteresuotos šalys bandė visuomenei įteigti, kad HTR yra „iš prigimties“ saugus. Ši sumaniai sukurta reklamos strategija neabejotinai turėjo tam tikrą sėkmę, nes ji sukėlė precedento neturinčią dezinformaciją net diskusijose apie atominę energiją. Kaip ir vargu ar bet kuris kitas branduolinės pramonės teiginys, jis pagrįstas moksliškai nepagrįstomis prielaidomis ir neteisingomis išvadomis.

Technologijoje, ypač branduolinėje technologijoje, sistema vadinama savaime saugia, jei ji išlieka suprojektuota tik remiantis fiziniais ir cheminiais dėsniais ir jei ji nepriklauso nuo aktyviųjų saugos įtaisų veikimo įvykus avarijai. personalo įsikišimas yra instruktuotas (pagal Alwino Weinbergo apibrėžimą).

Kaip žinoma, lengvojo vandens reaktorius šių savybių neturi. Tačiau taip pat visiškai aišku, kad praktiškai visos HTR koncepcijos, kurios iki šiol buvo rimtai įgyvendintos, nėra savaime saugios ir ypač THTR-300 neturi šios savybės. Pavyzdžiui, du iš pagrindinių su sauga susijusių reikalavimų – išjungimas ir likutinės šilumos pašalinimas (taigi ir skilimo produktų sulaikymas) priklauso nuo aktyvių saugos įtaisų ir (arba) rankenų, jei įvyktų rimtos avarijos ir didelis radioaktyviųjų medžiagų išmetimas. būti užkirstas kelias.

Kaip tariamo būdingo saugumo įrodymą, HTR pramonė paprastai nurodo kai kurias savybes, kuriomis HTR skiriasi nuo lengvojo vandens reaktoriaus ir kurios, kaip teigiama, turi teigiamą poveikį saugos požiūriu. Tačiau HTR toli gražu nėra saugus nuo to, nes, be tariamai palankių, HTR turi ir su sauga susijusių nepalankių savybių, kurių neturi kiti reaktorių tipai. Toliau pateikiami ir komentuojami dažniausiai minimi tariami HTR pranašumai:

• Eigenschaft: Mažas galios tankio ir šiluminės talpos santykis, ty lėtesnis temperatūros kilimas, lyginant su (palyginti su lengvojo vandens reaktoriumi ar generatoriumi) aušinimo gedimo atveju.
• komentaras: Tai neteisinga, bet taikoma tik įvykiams su tam tikrais aušinimo gedimais. HTR būdingų vandens patekimo, oro patekimo ir reaktyvumo avarijų atveju ši savybė yra mažesnė. Jei reikalingas greitas aušinimas, didelė šilumos talpa yra gana nepalanki.
• Eigenschaft: Keraminių kuro elementų ir šerdies struktūros medžiagų atsparumas aukštai temperatūrai, šerdies nelydimas, pvz B. galima naudojant lengvo vandens reaktorių.
• komentaras: Teiginys teisingas, bet nepaiso tikrosios problemos. Pirmiausia kalbama ne apie šerdies ištirpimo galimybę, o apie klausimą, ar ir kaip galima išleisti radioaktyvius dalijimosi produktus. Esant aukštesnei nei 1600 temperatūrai^o C pastebimos dalijimosi produktų proporcijos išsiskiria iš kuro dalelių ir iš kuro rinklių. Šis efektas sustiprėja esant dar aukštesnei temperatūrai, o vėliausiai apie 2500^oC yra didžiuliai išmetimai į pirminę grandinę. Temperatūra, kurioje vyksta pavojingi išmetimai, gali būti pasiekta visų didelių ir didelių aukštos temperatūros reaktorių aktyviose zonose dėl avarijų, grafitui neprarandant mechaninės konsistencijos. Todėl teiginys, kad naudojant HTR šerdies suirimas neįmanomas, yra klaidinantis ir nesusijęs su išleidimo mechanizmais.
• Eigenschaft: Neigiamas temperatūros reaktyvumo koeficientas, ty energijos gamybos sumažėjimas didėjant temperatūrai.
• komentaras: Ši savybė nėra būdinga HTR, bet yra ir lengvo vandens reaktoriuose; be šios nuosavybės nebūtų patvirtintas nei HTR, nei lengvojo vandens reaktorius. HTR ypač reikalingas neigiamas temperatūros reaktyvumo koeficientas, nes atsitiktinio įkaitimo atveju – skirtingai nei lengvojo vandens reaktoriaus atveju – moderatoriaus efektas išlieka. Be to, galima teigti, kad kylant temperatūrai temperatūros koeficientas tampa vis mažiau neigiamas, kad tuo pačiu metu jo eigos žinojimo neapibrėžtumai tampa vis didesni ir kad virš apytiksliai 1200^oC jo reikšmės nėra eksperimentiškai patikrintos. Kitas ypatingas HTR trūkumas yra tai, kad greito aušinimo metu galimi nelaimingi atsitikimai dėl reaktyvumo.
• Eigenschaft: Vidinis, fazinis stabilus, fiziškai neutralus neutroninis aušinimo skystis helis.
• komentaras: Teisingai, kad aušinimo dujose yra priemaišų, kurios gali sukelti kuro rinklių korozijos reiškinius; todėl, be kita ko, siekiant sumažinti šių priemaišų kiekį, reikėjo specialiai įrengti dujų valymo sistemą. Kitos dvi helio savybės (fazės stabilumas, neutronų fizinis neutralumas) yra mažai svarbios. Priešingu atveju kaip aušinimo skystis gali būti naudojamas tik helis.

Išvardintus akivaizdžius HTR saugos pranašumus, žinoma, taip pat reikia palyginti su konkrečiais trūkumais ir saugos problemomis. Kai kurios iš tariamai teigiamų savybių yra pagrįstos grafito, kaip moderatoriaus ir konstrukcinės medžiagos, pasirinkimu. Grafito savybės taip pat lemia HTR tipines ir specifines HTR avarijų galimybes, ty grafito ir vandens reakcijas po vandens patekimo avarijų (dėl garo generatoriaus nuotėkio) ir grafito gaisrus po oro patekimo avarijų. Papildomai sugedus reikiamoms saugos funkcijoms (pvz., vandens patekimo atveju: garo generatoriaus išjungimas, likutinės šilumos pašalinimas, reaktoriaus išjungimas), šie įvykiai nėra kontroliuojami ir gali sukelti nekontroliuojamus išmetimus, padarius didelę žalą netoli reaktoriaus. Be kita ko, dėl to, kad šie išmetimai įvyksta anksčiau nei po gryno šerdies įkaitimo avarijos, galima daryti prielaidą, kad avarijos, sukeltos vandens ir oro patekimo, inicijuoja riziką dominuojančius avarijų procesus HTR.

Be šių nelaimingų atsitikimų, aukštos temperatūros reaktoriuose didelės avarijų rizikos prisideda vadinamosios reaktyvumo avarijos, ty avarijos, kurias sukelia valdymo ir išjungimo strypų sistemų gedimai.

Galima laikyti neabejotina, kad HTR lobistas nurodys incidentų tyrimus kaip THTR-300 patvirtinimo proceso dalį ir KFA (branduolinių tyrimų įrenginio) Jülich HTR saugos analizę, siekdamas pagrįsti savo teiginį, kad minėti incidentai. yra kontroliuojami arba nesukelia atitinkamos žalos šalia sistemos, net jei sugenda kitos saugos sistemos. Pažymėtina, kad iki šiol pateikti aukštos temperatūros reaktorių avarijų rizikos tyrimai yra laikini, neišsamūs, iš esmės neapsaugoti ir moksliškai nenuoseklūs. Kol dar nebūtų įmanomas sutarimas ar net susiaurinti nesutarimai, esminiai mokslinio-techninio diskusijos proceso elementai ir prielaidos vis dar laukia. B. kritiška ir nepriklausoma peržiūra, šaltinių atsekamumas ir prieinamumas.

Be to, keista, kad iki šiol rizikos tyrimai buvo atliekami tik su HTR koncepcijomis, kurios arba niekada nebus įgyvendintos (HTR-1160), arba egzistavo tik popieriuje (HTR-500, modulis), bet yra vienintelės. Vokietijoje esama didelio masto HTR sistema THTR-300, išskyrus paviršutinišką trumpą tyrimą, rizikos tyrimo nėra.

Saugumo požiūriu nepalankios THTR-300 savybės

Su sauga susijęs THTR-300 įvertinimas, pagrįstas jo projektavimo ypatybėmis ir konstrukcijos principais – nepaisant neigiamų netikėtumų paleidimo metu – atskleidžia daugybę su sauga susijusių neigiamų savybių. Išsamus su sauga susijusio THTR-300 konstrukcijos įvertinimas šiuo metu neturi būti atliktas. Čia kaip pavyzdžiai aptariami tik trys dizaino ypatumai, kurie ne tik atrodo abejotini iš kritinės pozicijos, bet ir kertasi su branduolinėmis taisyklėmis ir reglamentais bei vadinamąja branduolinės technologijos saugos filosofija. Taip pat atsižvelgiant į skirtumus tarp lengvojo vandens reaktorių (kuriuos daugiausia grindžiamos branduolinės taisyklės) ir THTR-300, THTR-300 pagrindinių reaktorių technologijos principų pažeidimas išryškėja remiantis toliau pateiktais pavyzdžiais.

1 pavyzdys:

Dvi išjungimo sistemos nėra pakankamai nepriklausomos, nėra skirtingos ir neatitinka joms keliamų reikalavimų esant visoms veikimo būsenoms ir gedimams. Taigi, priešingai nei teigia Reaktorių saugos komisija, išjungimo sistemos neatitinka KMI atominių elektrinių saugos kriterijų (5.3. kriterijus). Ilgą laiką buvo sukurtos išjungimo koncepcijos, kurios savo įvairove, išjungimo balansu ir patikimumu yra aiškiai ir gerokai pranašesnės už THTR-300 ir kurios taip pat yra techniškai įgyvendinamos.

2 pavyzdys:

THTR-300 neturi nepriklausomos avarinio aušinimo sistemos, kaip numatyta ir įdiegta lengvojo vandens reaktoriui. Likusioji šiluma pašalinama veikiančio ventiliatoriaus ir garų generatoriaus pagalba. Beje, siūlomame reaktoriuje HTR-500 bus įrengti du nepriklausomi likutinės šilumos šalinimo įrenginiai.

3 pavyzdys:

THTR-300 neturi izoliacijos, kaip lengvojo vandens reaktorius, kurį sudaro dujoms nepralaidus apsauginis konteineris ir betoninis apvalkalas. THTR-300 įrengtas tik (ne sandarus) vadinamasis reaktoriaus apsaugos pastatas (pramonės salės koncepcija)

Iki šiol išryškėję statybos defektai

Be saugos trūkumų, kurie yra pateisinami projektuojant THTR-300, ankstesniame eksploatacijos etape išryškėjo nemažai projektavimo defektų ir projektavimo klaidų, iš kurių dalis lėmė incidentus ir papildomas saugos problemas.

1 pavyzdys:

Akmenukas yra kompaktiškesnis, nei manyta projekcijose. Tai turi keletą pasekmių:

• Kai šerdies strypai perkeliami į akmenuką siekiant ilgalaikio išjungimo, strypus veikia padidintos jėgos, kurios yra ties konstrukcijos riba.
• Ir taip nepalankios šerdies strypų sistemos patikimumas dar labiau prastėja. B. parodė 23-11-1985 įvykį (žr. 4 skyrių).
• Dėl to akmenukų krūvą reikia atlaisvinti ją cirkuliuojant, tačiau tai nepadeda, nes akmenukų krūva pakartotinai suspaudžiama įstumiant strypą.
• Rutulio lūžimo greitis yra daug didesnis nei apskaičiuotas. „Atomwirtschaft“ (atw) 1982 m. gruodžio mėn. aukštatemperatūrinio reaktoriaus statybos GmbH darbuotojų straipsnyje buvo rašoma, kad „per dvejus eksploatavimo metus šerdies strypai sutraiško vidutiniškai tik vieną kuro elementą“, elektrinės direktorius Glahe dabar pridėta 800 susmulkintų rutuliukų. Pagal kitą informaciją, jau tiek daug kamuoliukų sulūžo, kad viena iš dviejų nulūžusiam kamuoliui laikyti skirtų konteinerių yra pilna; Abu bakai kartu suprojektuoti taip, kad atitiktų rutulio lūžimą, kuris atsiranda per visą sistemos eksploatavimo laiką. (19 m. gegužės 5 d. „Westfälische Anzeiger“ pranešė: „Praėjus beveik pusantrų metų nuo bandomosios operacijos pradžios, reikėjo pašalinti 1987 8.000 (!) teniso kamuoliuko dydžio kuro elementų...“; Horstas Blume'as ).
• Netikėtai didelis radioaktyviai užteršto grafito ir kuro dulkių susikaupimas bei metalinis dilimas lėmė 4 metų gegužės 5 dieną įvykusią avariją. Be to, problemų kyla dėl užteršimo ir dulkių kaupimosi daugelyje sistemos taškų. Be kita ko, tai padidina vožtuvo ir kitos įrangos gedimo tikimybę. 

2 pavyzdys:

Viršijus tam tikrą galią, rutulinio krūva nebegali būti cirkuliuojama, nes daugiau rutuliukų nebegalima ištraukti dėl per didelių aušinimo dujų srauto jėgų ant rutulinio ištraukimo vamzdžio „separatoriaus“. Dėl to atsiranda veiklos apribojimų.

3 pavyzdys:

Neteisingai nustačius izoliaciją garo generatoriaus žiede, taip pat netinkamai suprojektavus vėdinimo sistemą, sistemos dalyse su tam tikrais išėjimais ir esant tam tikrai lauko temperatūrai gali susidaryti per didelė temperatūra.

4 pavyzdys:

Dėl neteisingo pirminių aušinimo dujų srautų nukreipimo, aušinimo pralaidumas per šerdį yra mažesnis nei planuota dėl vadinamojo aplinkkelio. Dėl to neįmanoma pasiekti pilnos apkrovos, ko operatorius greičiausiai stengsis išvengti papildomai manipuliuodamas reaktoriaus aktyvioje zonoje.

5 pavyzdys:

Vadinamasis reaktoriaus apsaugos pastatas nėra sandarus, todėl neigiamas slėgis, skirtas sumažinti galimus radioaktyvius išmetimus iš reaktoriaus salės į aplinką, negali būti sukurtas visur. Šią klaidą bandoma suvaldyti laikinosiomis sandarinimo priemonėmis.

Be šių projektavimo ydų ir trūkumų, yra nemažai kitų trūkumų, kurie esą buvo iš dalies arba visiškai pašalinti, pvz. B. nuotėkis įdėklo aušinimo sistemoje ir pakrovimo sistemos gedimas. Šiuo metu neįmanoma įvertinti, ar šios ir kitos klaidos tikrai buvo galutinai ir visiškai ištaisytos.

Incidentai THTR-300

Žinoma, incidentai galiausiai visada yra nenumatyti ir netikėti įvykiai, jei jie vertinami kaip atskiri įvykiai. Nepaisant to, vertinant iki šiol buvusį THTR-300 nelaimingų atsitikimų sąrašą, reikia retrospektyviai nustatyti, kad nemažai incidentų ir (arba) nelaimingų atsitikimų tipų gali būti siejami su projektavimo trūkumais ir beveik neišvengiamai įvyko. Į incidentų sąrašą įtraukti šie įvykiai:

23.11.1985:

Septynių iš keturiasdešimt dviejų ilgalaikio išjungimo sistemos šerdies strypų nepavyko įkišti į visą akmenukų sankaupos gylį, kaip planuota. Tik naudojant veikiančią trumpo eiga pavarą buvo galima visiškai atitraukti. Tikroji šio šerdies strypų sistemos dalinio gedimo priežastis yra padidėjusios strypo jėgos dėl suspaustos akmenukų sankaupos. Informacijos politika ir operatoriaus bandymai paaiškinti pasirodė neįtikimi. (Pavyzdžiui, šerdies strypų įkišimas, žinoma, turi būti garantuotas net nepaduodant amoniako kaip „tepalo“, nes pagal leidimą amoniako padavimas nėra saugos sistema.)

04.05.1986:

Šios avarijos su padidėjusiu radioaktyviųjų medžiagų išmetimu priežastis gali būti siejama su padidėjusiu grafito ir kuro dulkių kaupimu bei dilimu. Po to, kai įkrovimo sistemos buferinės zonos žemo slėgio pusėje esantis vožtuvas neužsidarė dėl užteršimo dulkėmis ir šios klaidos nepavyko ištaisyti net naudojant (neradioaktyviąsias) prapūtimo dujas, operatorius atidarė vožtuvą pirminėje pusėje. išvalymo tikslu. Nemažas kiekis radioaktyviai užterštų pirminių aušinimo dujų su dulkėmis per kaminą buvo išleistas tiesiogiai ir nefiltruotas į aplinką per slėgio mažinimo kanalą. Be radiologinių aspektų, ypač didelį nerimą dėl šio incidento kelia tai, kad chirurgas padarė akivaizdžią klaidą ir kad dėl konstrukcijos ir konstrukcijos (dėl blokavimo trūkumo) visiškai įmanoma, kad viena klaida gali sukelti tiesioginis pirminių aušinimo dujų išleidimas, kuris yra Priešingu atveju papildomos klaidos atveju (pvz., dėl tolimesnės veikimo klaidos arba pirminio vožtuvo uždarymo funkcijos gedimo) į aplinką gali beveik visiškai netekti aušinimo skysčio. išsiplėtė.

Be šių dviejų tiksliau aprašytų ir viešai žinomų, buvo dar keletas su saugumu susijusių incidentų:

• Avarinio maitinimo šaltinio klaida
• Matavimo technologijos ir valdymo įrangos gedimai
• NK 11 avarinio aušinimo procedūra buvo suaktyvinta jau 45 kartų; tai reikštų, kad 45 tokių avarinio aušinimo išjungimo procedūrų kontingentas visam sistemos eksploatavimo laikui jau būtų išnaudotas iki ketvirtadalio. 

Įvertinimas

Dėl THTR-300 būdingų nepalankių saugos savybių, ypatingų dizaino ypatybių, iki šiol žinomų konstrukcijos defektų ir ligšiolinių paleidimo etapo rezultatų būtina skubiai nebepaleisti THTR-300. Priešingu atveju neišvengiami tolesni neigiami netikėtumai, sunkumai ir incidentai. Saugos požiūriu (tačiau ir dėl ekonominių sumetimų) operatoriaus prašoma nutraukti pavojingą didelio masto bandymą su THTR-300. Jau dabar galima daryti išvadą, kad žvirgždo reaktoriaus technologija žlugo.

(Atominės spinduliuotės išleidimas nuo 1940-ųjų pradžios: žr INES – tarptautinė reitingų skalė ir branduolinių avarijų sąrašas visame pasaulyje)

- Branduolinio pasaulio žemėlapis

Nuo urano gavybos ir perdirbimo iki branduolinių tyrimų, branduolinių objektų statybos ir eksploatavimo, įskaitant avarijas atominėse elektrinėse, iki urano šaudmenų, branduolinių ginklų ir branduolinių atliekų tvarkymo.
– Visame pasaulyje beveik viskas vienu žvilgsniu naudojant „Google“ žemėlapius –

atgal į

THTR tyrimai

***

***

Puslapio viršuje

***