Iboende hendelser og radioaktivitetsutslipp fra HTR-linjen!

En ny etterforskning (1) av forskeren Rainer Moormann om driften av thorium høytemperaturreaktoren (THTR) AVR i Jülich, som ble nedlagt i 1988, setter ikke bare spørsmålstegn ved hele den tidligere offisielle sikkerhetsarkitekturen til denne reaktorlinjen, men ryster også uttalelser fra det internasjonale atomsamfunnet om fordelene med de nye generasjon IV-reaktorene i deres stiftelser.

Bemerkelsesverdig nok kommer denne kritikken fra en forsker som har forsket regelmessig på HTR-linjen ved Forschungszentrum Jülich i mange år og har publisert om dette (2). Med en enestående grad av åpenhet, er denne "sikkerhetsrelaterte revurderingen" den første som avslører betydelige problemer i driften og den nåværende demonteringen av den generelle testreaktoren (AVR) i Jülich og adresserer betydelig radioaktiv forurensning. Her er resultatene i detalj:

"Dette arbeidet omhandler hovedsakelig noen utilstrekkelig publiserte, men sikkerhetsrelevante problemer ved AVR-operasjonen."

"AVR-kjølekretsen er sterkt forurenset med metalliske fisjonsprodukter (Sr-90, Cs-137), noe som fører til betydelige problemer med dagens demontering. Omfanget av forurensningen er ikke nøyaktig kjent, men evalueringen av fisjonsproduktdeponeringseksperimenter tyder på at denne forurensningen nådde noen få prosent av en kjernebeholdning ved slutten av driften og dermed er størrelsesordener høyere enn foreløpige beregninger og også betydelig høyere enn forurensningen i store LWR En betydelig andel av denne forurensningen er bundet til grafittstøv og er derfor delvis mobil ved trykkavlastningsulykker, noe som må tas med i sikkerhetsvurderinger av fremtidige reaktorer.»

 

3. Uakseptabelt høye kjernetemperaturer er årsaken til høye utslipp.
"Resultatet var at forurensningen av AVR-kjølekretsen ikke først og fremst var forårsaket av utilstrekkelig brenselelementkvalitet, som tidligere antatt, men snarere av utillatelig høye kjernetemperaturer, som akselererte utgivelsene betraktelig. De utillatte høye kjernetemperaturene ble oppdaget først etter 1 år. før den endelige AVR-operasjonen ble avsluttet, da en småsteinklyngekjerne ennå ikke har vært instrumenterbar. De maksimale kjernetemperaturene i AVR-en er fortsatt ukjente, men de var mer enn 200 K over beregnede verdier
ikke mulig."

4. Dampgeneratoren ble skadet under drift.
"I tillegg ble det målt asimutale temperaturforskjeller på opptil 200 K ved kjernekanten, noe som sannsynligvis kan tilskrives en ytelsesubalanse. Strenger av varm gass med temperaturer over 1100 ° C, som kunne ha skadet dampgeneratoren, ble av og til målt over kjernen."

5. AVR-driften var usikker og upålitelig. Som et resultat kan disse negative sikkerhetsegenskapene også forventes i fremtidige Generasjon IV-reaktorer.
"Det var derfor ingen sikker og pålitelig AVR-drift ved gassutløpstemperaturer egnet for prosessvarme, som antatt som grunnlaget for utviklingen av rullesteinbed VHTR i Generation IV-prosjektet."

6. HTR sfæriske brenselelementer kan ikke hindre radioaktivitet i å slippe ut. En myte avsløres som en løgn.
"AVR-forurensningsproblemene er også knyttet til det faktum at intakte HTR-brenselelementer ikke kan sees på som en nesten fullstendig barriere for metalliske fisjonsprodukter slik de er for edelgasser. Metaller diffunderer i drivstoffkjernen, i beleggene og i grafitten. Et gjennombrudd gjennom denne. Barrierer oppstår i langsiktig normal drift når visse temperaturgrenser spesifikke for fisjonsproduktet overskrides. Dette er et uløst svakt punkt i HTR som ikke eksisterer i andre reaktorer."

7. Det er en ukontrollert (!) fordeling av radioaktive nuklider over hele kjølekretsen.
"Et annet HTR-svake punkt som bidro til AVR-forurensningen skyldes at nuklidene som frigjøres fra brenselelementene i HTR-en fordeles på en ukontrollert måte over hele kjølekretsen. På grunn av de høye avsetningshastighetene av kjemisk reaktive fisjonsprodukter i HTR-kjølekretser kan ikke aktiviteten som frigjøres fra drivstoffelementene fjernes ved hjelp av et rensesystem, som er standard i LWR.

 

Kommentar: Så nå vet vi hvorfor operatørene til THTR Hamm motsto vår forespørsel om et nuklidregister så voldsomt etter at det ble stengt. En ekstra katastrofe ville blitt åpenbar og offentlig!

8. Vanninntrengning fant sted. Disse må elimineres i fremtiden av ekstra enheter.
"Ved inntrengning av vann, må penetrering av flytende vann inn i rullesteinen, som skjedde i en AVR-ulykke, strukturelt utelukkes for å forhindre en mulig positiv reaktivitetskoeffisient med reaktivitetsekskursjon."

9. En gasstett beholder (sikkerhetsbeholder) mangler helt, men er helt nødvendig.
"Kriterier for en maksimalt tolerabel akkumulert aktivitet i HTR-kjølekretsen ble utviklet på grunnlag av tyske forordninger for designulykker samt på grunnlag av krav fra vedlikehold og demontering. Anvendelsen av disse kriteriene på rullesteinsreaktorer leder til konklusjonen at gasstett inneslutning er nødvendig selv om det ikke antas for høye kjernetemperaturer."

10. I sin studie diskuterer forfatteren om man av sikkerhetshensyn generelt bør avstå fra varme gasstemperaturer i fremtiden. Med andre ord: Very-High-Temperature Reactor (VHTR), som var spesielt favorisert i generasjon IV, skaper et spesielt stort antall problemer som ennå ikke er løst. Et «svært omfattende FoU-program» vil være uunnværlig for dette før ytterligere grep tas.

11. Den videre utviklingen av rullesteinsreaktoren vil være svært kostbar, og derfor bør økonomiske risikoer estimeres nøyaktig på forhånd. Er den enorme innsatsen i det hele tatt verdt det?
"En omfattende instrumentert eksperimentell rullesteinsreaktor vil være uunnværlig for å løse disse problemene. Før et FoU-program av denne størrelsen settes i gang, bør det gjennomføres en mulighetsstudie inkludert et estimat av kostnadene for å kvantifisere den økonomiske risikoen ved denne utviklingen. "

12. Alle tidligere HTR-sikkerhetsstudier har vært utilstrekkelige og altfor optimistiske i sine konklusjoner.
"Når det gjelder ulykker utenfor designbasis, er sikkerhetsproblemer i tilfelle luftinntrenging / kjernebrann ennå ikke løst tilstrekkelig. En sammenlignende sikkerhetsstudie av rullesteinshaug HTR, blokk-HTR og generasjon III LWR vil være nyttig for å få en mer pålitelig uttalelse om sikkerheten til nåværende HTR-konsepter med rullestein: Fra dagens perspektiv må tidligere sikkerhetsstudier for rullesteinsreaktorer sees på som for optimistiske."

 

Etter publiseringen av denne kritiske studien innenfor rammen av Jülich Research Center, kan det bare være ett krav: Ingen mer euro for HTR- og Generation IV-forskning; ingen bygging av PBMR i Sør-Afrika, som ville ha akkurat de nevnte problemene!

 

1. Rainer Moormann: "En sikkerhetsrelatert revurdering av driften av AVR-steinsengreaktoren og konklusjoner for fremtidige reaktorer". Rapporter fra Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Tidligere publikasjoner av Rainer Moormann om HTR-problemet:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Oksidasjon av karbonbaserte materialer for innovative energisystemer (HTR, fusjonsreaktor): status og ytterligere behov". Artikkel i en bok. 11 sider.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Kildetermestimat for små HTR-er; en tysk tilnærming Proceedings of the 1st Meeting Survey on Basic Studies in the Field of High Temperature Engineering (inkludert Safety Studies)". Artikkel i en bok. 9 sider.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Forskjeller mellom oksidasjonsadferden til A3 brenselelementmatrisegrafitter i luft og i damp og dens relevans for ulykkesforløp i HTRer". Proceedings of the ICAPP 04, Pittsburg, USA
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Oksidasjonsadferd til en HTR brenselelementmatrisegrafitt i oksygen sammenlignet med en standard kjernefysisk grafitt". I: Nuclear Engineering and Design, 277 (2004), s. 281-284