Incydenty nieodłączne i emisje radioaktywne z linii HTR!

Nowe dochodzenie (1) naukowca Rainera Moormanna o eksploatacji reaktora wysokotemperaturowego (THTR) AVR w Jülich, który został zamknięty w 1988 roku, nie tylko kwestionuje całą dotychczasową oficjalną architekturę bezpieczeństwa tej linii reaktora, ale także wstrząsa wypowiedzi międzynarodowej społeczności jądrowej o zaletach nowych reaktorów IV Generacji w ich Fundacjach.

Co godne uwagi, ta krytyka pochodzi od naukowca, który od wielu lat prowadzi regularne badania nad linią HTR w Forschungszentrum Jülich i publikuje na jej temat (2). Ta „ponowna ocena bezpieczeństwa”, charakteryzująca się bezprecedensowym stopniem otwartości, jest pierwszą, która ujawnia istotne problemy związane z działaniem i obecnym demontażem ogólnego reaktora testowego (AVR) w Jülich oraz dotyczy znacznego skażenia radioaktywnego. Oto szczegółowe wyniki:

„Ta praca dotyczy głównie niektórych nieodpowiednio opublikowanych, ale istotnych dla bezpieczeństwa problemów związanych z działaniem AVR”.

„Obwód chłodzenia AVR jest silnie zanieczyszczony produktami rozszczepienia metali (Sr-90, Cs-137), co prowadzi do znacznych problemów z obecnym demontażem. Zakres zanieczyszczenia nie jest dokładnie znany, ale ocena eksperymentów osadzania produktu rozszczepienia sugeruje, że zanieczyszczenie to osiągnęło kilka procent stanu zapasów rdzenia pod koniec eksploatacji, a zatem jest o kilka rzędów wielkości wyższe niż wstępne obliczenia, a także znacznie wyższe niż zanieczyszczenie w dużej LWR.Znaczna część tego zanieczyszczenia wiąże się z pyłem grafitowym i jest zatem częściowo mobilny w wypadkach związanych z odciążeniem ciśnienia, co należy wziąć pod uwagę w ocenach bezpieczeństwa przyszłych reaktorów.

 

3. Niedopuszczalnie wysokie temperatury rdzenia są przyczyną dużych uwolnień.
„W rezultacie zanieczyszczenie obwodu chłodzenia AVR nie było spowodowane przede wszystkim nieodpowiednią jakością elementu paliwowego, jak wcześniej zakładano, ale raczej niedopuszczalnie wysokimi temperaturami rdzenia, które znacznie przyspieszyły uwalnianie. Niedopuszczalnie wysokie temperatury rdzenia zostały odkryte dopiero po roku przed zakończeniem ostatecznej operacji AVR, ponieważ rdzeń klastra kamyczkowego nie był jeszcze możliwy do zastosowania. Maksymalne temperatury rdzenia w AVR są nadal nieznane, ale były o ponad 1 K powyżej obliczonych wartości
niemożliwe."

4. Generator pary został uszkodzony podczas pracy.
„Ponadto na krawędzi rdzenia zmierzono azymutalne różnice temperatur dochodzące do 200 K, co prawdopodobnie można przypisać nierównowadze wydajności. Sporadycznie pojawiały się pasma gorącego gazu o temperaturach powyżej 1100 °C, które mogły uszkodzić wytwornicę pary. mierzone powyżej rdzenia."

5. Działanie AVR było niebezpieczne i zawodne. W rezultacie tych negatywnych właściwości bezpieczeństwa można się spodziewać również w przyszłych reaktorach IV generacji.
„W związku z tym nie było bezpiecznej i niezawodnej pracy AVR przy temperaturach wylotowych gazu odpowiednich dla ciepła technologicznego, jak założono jako podstawę rozwoju VHTR ze złożem żwirowym w projekcie IV generacji”.

6. Kuliste zestawy paliwowe HTR nie mogą zapobiegać ucieczce radioaktywności. Mit zostaje zdemaskowany jako kłamstwo.
„Problemy z zanieczyszczeniem AVR są również związane z faktem, że nienaruszone zespoły paliwowe HTR nie mogą być postrzegane jako prawie kompletna bariera dla produktów rozszczepienia metali, tak jak w przypadku gazów szlachetnych. Metale dyfundują w rdzeniu paliwowym, w powłokach i w graficie. Przełom przez te bariery następuje w długotrwałej normalnej pracy, gdy przekroczone zostaną określone limity temperatury charakterystyczne dla produktu rozszczepienia. Jest to nierozwiązany słaby punkt w HTR, który nie występuje w innych reaktorach.”

7. Występuje niekontrolowany (!) rozkład radioaktywnych nuklidów w całym obwodzie chłodzącym.
„Kolejny słaby punkt HTR, który przyczynił się do zanieczyszczenia AVR, wynika z faktu, że nuklidy uwolnione z elementów paliwowych w HTR są rozprowadzane w niekontrolowany sposób w całym obwodzie chłodzenia. Ze względu na wysokie szybkości osadzania reaktywnych chemicznie produktów rozszczepienia w obwodach chłodniczych HTR a mianowicie aktywność uwolniona z zespołów paliwowych nie może być usunięta za pomocą systemu czyszczenia, jak to jest standardem w LWR.”

 

Komentarz: Teraz wiemy, dlaczego operatorzy THTR Hamm tak gwałtownie sprzeciwiali się naszej prośbie o rejestr nuklidów po jego wyłączeniu. Dodatkowa katastrofa stałaby się oczywista i publiczna!

8. Nastąpił wnikanie wody. Muszą one zostać w przyszłości wyeliminowane przez dodatkowe urządzenia.
„W przypadku wnikania wody, przenikanie ciekłej wody do kamyka, jak miało to miejsce w wypadku AVR, musi być strukturalnie wykluczone, aby zapobiec ewentualnemu dodatniemu współczynnikowi pustej reaktywności z wyskokiem reaktywności”.

9. Całkowicie brakuje obudowy gazoszczelnej (pojemnika bezpieczeństwa), ale jest to absolutnie konieczne.
„Kryteria maksymalnie tolerowanej skumulowanej aktywności w obiegu chłodzenia HTR zostały opracowane na podstawie niemieckich rozporządzeń dotyczących wypadków projektowych, a także na podstawie wymagań związanych z konserwacją i demontażem. Zastosowanie tych kryteriów do reaktorów ze złożem żwirowym prowadzi do wniosku że hermetyzacja gazoszczelna jest konieczna, nawet jeśli nie zakłada się, że temperatura rdzenia jest zbyt wysoka.”

10. W swoim opracowaniu autor zastanawia się, czy w trosce o bezpieczeństwo należy generalnie powstrzymywać się w przyszłości od temperatur gorących gazów. Innymi słowy: Reaktor o bardzo wysokiej temperaturze (VHTR), który był szczególnie preferowany w IV generacji, stwarza szczególnie dużą liczbę problemów, które nie zostały jeszcze rozwiązane. Przed podjęciem dalszych kroków niezbędny byłby w tym celu „bardzo rozbudowany program badawczo-rozwojowy”.

11. Dalszy rozwój reaktora ze złożem żwirowym będzie bardzo kosztowny, dlatego ryzyko ekonomiczne należy wcześniej dokładnie oszacować. Czy ten ogromny wysiłek jest w ogóle tego wart?
„Do rozwiązania tych problemów niezbędny byłby szeroko wyposażony eksperymentalny reaktor ze złożem żwirowym. Przed rozpoczęciem programu badawczo-rozwojowego tej wielkości, należy przeprowadzić studium wykonalności, w tym oszacowanie kosztów, w celu ilościowego określenia ryzyka ekonomicznego tego rozwoju. "

12. Wszystkie poprzednie badania bezpieczeństwa HTR były niewystarczające i zbyt optymistyczne w swoich wnioskach.
„W odniesieniu do wypadków wykraczających poza ramy projektowe, problemy bezpieczeństwa w przypadku wnikania powietrza / pożaru rdzenia nie zostały jeszcze odpowiednio rozwiązane. Porównawcze badanie bezpieczeństwa HTR kamyczkowego, blokowego HTR i LWR generacji III byłoby pomocne w uzyskaj bardziej wiarygodne oświadczenie na temat bezpieczeństwa obecnych koncepcji HTR wykorzystujących stos żwirowy: Z dzisiejszej perspektywy wcześniejsze badania bezpieczeństwa reaktorów ze złożem żwirowym należy postrzegać jako zbyt optymistyczne.

 

Po opublikowaniu tego krytycznego opracowania w ramach Centrum Badawczego Jülich, żądanie może być tylko jedno: nigdy więcej euro na badania HTR i IV generacji; brak budowy PBMR w RPA, który miałby dokładnie wymienione problemy!

 

1. Rainer Moormann: „Ponowna ocena działania reaktora ze złożem żwirowym AVR pod względem bezpieczeństwa i wnioski dla przyszłych reaktorów”. Sprawozdania z Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Poprzednie publikacje Rainera Moormanna dotyczące problemu HTR:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Utlenianie materiałów węglowych w innowacyjnych systemach energetycznych (HTR, reaktor termojądrowy): status i dalsze potrzeby". Artykuł w książce. 11 stron.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Oszacowanie terminów źródłowych dla małych HTR; podejście niemieckie Proceedings of the 1st Meeting Survey on Basic Studies in the Field High Temperature Engineering (włączając badania Safety)". Artykuł w książce. 9 stron.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: „Różnice między zachowaniem utleniania grafitu matrycowego elementu paliwowego A3 w powietrzu i parze a jego znaczeniem dla postępu wypadków w HTR”. Postępowanie ICAPP 04, Pittsburg, USA
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: „Zachowanie przy utlenianiu grafitu matrycowego elementu paliwowego HTR w tlenie w porównaniu ze standardowym grafitem jądrowym”. W: Inżynieria i projektowanie jądrowe, 277 (2004), s. 281-284