Insiden yang wujud dan pelepasan radioaktiviti daripada talian HTR!

Siasatan baharu (1) oleh saintis Rainer Moormann mengenai operasi thorium reaktor suhu tinggi (THTR) AVR di Jülich, yang ditutup pada tahun 1988, bukan sahaja mempersoalkan keseluruhan seni bina keselamatan rasmi sebelumnya bagi talian reaktor ini, tetapi juga menggoncang kenyataan komuniti nuklear antarabangsa tentang kelebihan reaktor Generasi IV baharu dalam Yayasan mereka.

Hebatnya, kritikan ini datang daripada seorang saintis yang telah melakukan penyelidikan tetap mengenai talian HTR di Forschungszentrum Jülich selama bertahun-tahun dan menerbitkannya (2). Dengan tahap keterbukaan yang tidak pernah berlaku sebelum ini, "penilaian semula berkaitan keselamatan" ini adalah yang pertama mendedahkan masalah penting dalam operasi dan pembongkaran semasa reaktor ujian am (AVR) di Jülich dan untuk menangani pencemaran radioaktif yang besar. Berikut adalah keputusan secara terperinci:

"Kerja ini terutamanya berkaitan dengan beberapa masalah operasi AVR yang tidak diterbitkan dengan secukupnya tetapi berkaitan keselamatan."

"Litar penyejukan AVR sangat tercemar dengan produk pembelahan logam (Sr-90, Cs-137), yang membawa kepada masalah besar dengan pembongkaran semasa. Tahap pencemaran tidak diketahui dengan tepat, tetapi penilaian eksperimen pemendapan produk pembelahan mencadangkan bahawa pencemaran ini mencapai beberapa peratus daripada inventori teras pada penghujung operasi dan dengan itu susunan magnitud lebih tinggi daripada pengiraan awal dan juga jauh lebih tinggi daripada pencemaran dalam LWR besar. Sebahagian besar pencemaran ini terikat kepada habuk grafit dan oleh itu sebahagiannya mudah alih dalam kemalangan pelepasan tekanan, yang mesti diambil kira dalam penilaian keselamatan reaktor masa depan adalah."

 

3. Suhu teras tinggi yang tidak boleh diterima adalah punca pelepasan tinggi.
"Hasilnya ialah pencemaran litar penyejukan AVR bukan disebabkan terutamanya oleh kualiti elemen bahan api yang tidak mencukupi, seperti yang diandaikan sebelum ini, sebaliknya oleh suhu teras yang tidak dibenarkan tinggi, yang mempercepatkan pelepasan dengan ketara. Suhu teras yang tidak dibenarkan tinggi hanya ditemui 1 tahun sebelum operasi AVR terakhir tamat, memandangkan teras gugusan kerikil belum lagi boleh digunakan. Suhu teras maksimum dalam AVR masih tidak diketahui, tetapi ia melebihi 200 K di atas nilai yang dikira
tidak mungkin."

4. Penjana stim rosak semasa operasi.
"Selain itu, perbezaan suhu azimut sehingga 200 K diukur pada pinggir teras, yang mungkin boleh dikaitkan dengan ketidakseimbangan prestasi. Sehelai gas panas dengan suhu melebihi 1100 ° C, yang boleh merosakkan penjana stim, kadangkala diukur di atas teras."

5. Operasi AVR tidak selamat dan tidak boleh dipercayai. Akibatnya, sifat keselamatan negatif ini juga boleh dijangkakan dalam reaktor Generasi IV akan datang.
"Oleh itu, tiada operasi AVR yang selamat dan boleh dipercayai pada suhu alur keluar gas yang sesuai untuk haba proses, seperti yang diandaikan sebagai asas pembangunan VHTR dasar kerikil dalam projek Generasi IV."

6. Himpunan bahan api sfera HTR tidak dapat menghalang radioaktiviti daripada terlepas. Mitos didedahkan sebagai pembohongan.
"Masalah pencemaran AVR juga berkaitan dengan fakta bahawa pemasangan bahan api HTR yang utuh tidak boleh dilihat sebagai penghalang yang hampir lengkap untuk produk pembelahan logam kerana ia adalah untuk gas mulia. Logam meresap dalam teras bahan api, dalam salutan dan dalam grafit. Penembusan melalui Halangan ini berlaku dalam operasi biasa jangka panjang apabila had suhu tertentu khusus untuk hasil pembelahan melebihi. Ini adalah titik lemah yang tidak dapat diselesaikan dalam HTR yang tidak wujud dalam reaktor lain."

7. Terdapat taburan (!) yang tidak terkawal bagi nuklida radioaktif ke atas keseluruhan litar penyejukan.
"Satu lagi titik lemah HTR yang menyumbang kepada pencemaran AVR adalah disebabkan oleh fakta bahawa nuklida yang dibebaskan daripada unsur bahan api dalam HTR diagihkan dengan cara yang tidak terkawal ke atas keseluruhan litar penyejukan. Kerana kadar pemendapan yang tinggi bagi produk pembelahan reaktif secara kimia. dalam litar penyejukan HTR iaitu, aktiviti yang dilepaskan daripada pemasangan bahan api tidak boleh dikeluarkan menggunakan sistem pembersihan, seperti standard dalam LWR."

 

Komen: Jadi sekarang kami tahu mengapa pengendali THTR Hamm menolak permintaan kami untuk daftar nuklida dengan begitu ganas selepas penutupannya. Bencana tambahan akan menjadi jelas dan umum!

8. Kemasukan air berlaku. Ini mesti dihapuskan pada masa hadapan dengan peranti tambahan.
"Sekiranya berlaku kemasukan air, penembusan air cecair ke dalam kerikil, seperti yang berlaku dalam kemalangan AVR, mesti dikecualikan dari segi struktur untuk mengelakkan kemungkinan pekali lompang positif kereaktifan dengan lawatan kereaktifan."

9. Bendung kedap gas (bekas keselamatan) tiada sepenuhnya, tetapi sangat diperlukan.
"Kriteria untuk aktiviti terkumpul yang boleh diterima secara maksimum dalam litar penyejukan HTR telah dibangunkan berdasarkan ordinan Jerman untuk kemalangan reka bentuk serta berdasarkan keperluan dari penyelenggaraan dan pembongkaran. Penggunaan kriteria ini untuk reaktor katil kerikil membawa kepada kesimpulan bahawa pembendungan kedap gas adalah perlu walaupun tiada suhu teras yang berlebihan diandaikan."

10. Dalam kajiannya, penulis membincangkan sama ada, demi kepentingan keselamatan, seseorang secara amnya harus menahan diri daripada suhu gas panas pada masa hadapan. Dalam erti kata lain: Reaktor Suhu Sangat Tinggi (VHTR), yang sangat digemari dalam Generasi IV, mencipta sejumlah besar masalah yang masih belum diselesaikan. "Program R&D yang sangat meluas" amat diperlukan untuk ini sebelum langkah selanjutnya diambil.

11. Pembangunan selanjutnya reaktor dasar kerikil akan menjadi sangat mahal dan oleh itu risiko ekonomi harus dianggarkan dengan tepat terlebih dahulu. Adakah usaha yang besar itu berbaloi?
"Reaktor katil batu kerikil eksperimen yang diperalatkan secara meluas amat diperlukan untuk menyelesaikan masalah ini. Sebelum program R&D sebesar ini dimulakan, kajian kebolehlaksanaan termasuk anggaran kos perlu dijalankan untuk mengukur risiko ekonomi pembangunan ini. "

12. Semua kajian keselamatan HTR sebelum ini tidak mencukupi dan terlalu optimistik dalam kesimpulan mereka.
"Berkenaan dengan kemalangan di luar reka bentuk, masalah keselamatan dalam kes kemasukan udara / kebakaran teras masih belum diselesaikan dengan secukupnya. Kajian keselamatan perbandingan HTR cerucuk kerikil, blok-HTR dan LWR generasi III akan membantu dapatkan kenyataan yang lebih dipercayai tentang keselamatan konsep HTR cerucuk kerikil semasa : Dari perspektif hari ini, kajian keselamatan awal untuk reaktor katil kerikil mesti dilihat sebagai terlalu optimistik."

 

Selepas penerbitan kajian kritikal ini dalam rangka kerja Pusat Penyelidikan Jülich, hanya ada satu permintaan: Tiada lagi euro untuk penyelidikan HTR dan Generasi IV; tiada pembinaan PBMR di Afrika Selatan, yang akan mempunyai masalah yang dinyatakan!

 

1. Rainer Moormann: "Penilaian semula berkaitan keselamatan operasi reaktor dasar kerikil AVR dan kesimpulan untuk reaktor masa hadapan". Laporan daripada Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Penerbitan sebelumnya oleh Rainer Moormann mengenai masalah HTR:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Pengoksidaan bahan berasaskan karbon untuk sistem tenaga inovatif (HTR, reaktor gabungan): status dan keperluan selanjutnya". Artikel dalam buku. 11 muka surat.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Anggaran jangka sumber untuk HTR bersaiz kecil; pendekatan Jerman Prosiding Tinjauan Mesyuarat Pertama mengenai Pengajian Asas dalam Bidang Kejuruteraan Suhu Tinggi (termasuk Kajian Keselamatan)". Artikel dalam buku. 1 muka surat.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Perbezaan antara tingkah laku pengoksidaan grafit matriks unsur bahan api A3 dalam udara dan dalam stim dan kaitannya dengan kemajuan kemalangan dalam HTR". Prosiding ICAPP 04, Pittsburg, Amerika Syarikat
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Tingkah laku pengoksidaan grafit matriks unsur bahan api HTR dalam oksigen berbanding grafit nuklear piawai". Dalam: Kejuruteraan dan Reka Bentuk Nuklear, 277 (2004), ms 281-284