Incidentes inerentes e emissões de radioatividade da linha HTR!

Uma nova investigação (1) do cientista Rainer Moormann sobre a operação do reator de alta temperatura de tório (THTR) AVR em Jülich, que foi encerrado em 1988, não só põe em causa toda a arquitetura de segurança oficial anterior desta linha de reator, mas também abala o declarações da comunidade nuclear internacional sobre as vantagens dos novos reatores Geração IV em suas fundações.

Notavelmente, esta crítica vem de um cientista que tem feito pesquisas regulares sobre a linha HTR em Forschungszentrum Jülich por muitos anos e publicou sobre isso (2) Com um grau de abertura sem precedentes, esta "reavaliação relacionada à segurança" é a primeira a revelar problemas significativos na operação e no desmantelamento atual do reator de teste geral (AVR) em Jülich e a abordar a contaminação radioativa considerável. Aqui estão os resultados em detalhes:

"Este trabalho trata principalmente de alguns problemas publicados de forma inadequada, mas relevantes para a segurança, da operação do AVR."

“O circuito de resfriamento do AVR está fortemente contaminado com produtos de fissão metálica (Sr-90, Cs-137), o que leva a problemas consideráveis ​​com o desmantelamento atual. A extensão da contaminação não é exatamente conhecida, mas a avaliação de experimentos de deposição de produtos de fissão sugere que esta contaminação atingiu alguns por cento de um inventário principal no final da operação e é, portanto, ordens de magnitude maior do que os cálculos preliminares e também consideravelmente maior do que a contaminação em grandes LWR. Uma proporção significativa desta contaminação é ligada a poeira de grafite e é, portanto, parcialmente móvel em acidentes de alívio de pressão, o que deve ser levado em consideração nas avaliações de segurança de futuros reatores. "

 

3. Temperaturas centrais inadmissivelmente altas são a causa de liberações elevadas.
"O resultado foi que a contaminação do circuito de resfriamento do AVR não foi causada principalmente pela qualidade inadequada do elemento de combustível, como anteriormente assumido, mas sim por temperaturas internas inadmissivelmente altas, que aceleraram consideravelmente as liberações. As temperaturas centrais inadmissíveis altas foram descobertas apenas 1 ano antes do término da operação AVR final, uma vez que um núcleo de aglomerado de seixos ainda não foi instrumentado. As temperaturas máximas do núcleo no AVR ainda são desconhecidas, mas eram mais de 200 K acima dos valores calculados
não é possivel."

4. O gerador de vapor foi danificado durante o funcionamento.
"Além disso, diferenças de temperatura azimutal de até 200 K foram medidas na borda do núcleo, o que provavelmente pode ser atribuído a um desequilíbrio de desempenho. Fios de gás quente com temperaturas acima de 1100 ° C, que poderiam ter danificado o gerador de vapor, foram ocasionalmente medido acima do núcleo. "

5. A operação do AVR não era segura e confiável. Como resultado, essas propriedades de segurança negativas também podem ser esperadas em futuros reatores de Geração IV.
"Portanto, não havia uma operação de AVR segura e confiável em temperaturas de saída de gás adequadas para o calor do processo, conforme assumido como a base do desenvolvimento do VHTR de leito de seixos no projeto Geração IV."

6. Os conjuntos de combustível esférico HTR não podem evitar que a radioatividade escape. Um mito é exposto como uma mentira.
“Os problemas de contaminação do AVR também estão relacionados ao fato de que conjuntos de combustível HTR intactos não podem ser vistos como uma barreira quase completa para produtos de fissão metálica como o são para gases nobres. Os metais se difundem no núcleo do combustível, nos revestimentos e na grafite. Um avanço através dessas barreiras ocorre na operação normal de longo prazo quando certos limites de temperatura específicos para o produto de fissão são excedidos. Este é um ponto fraco não resolvido em HTR que não existe em outros reatores. "

7. Há uma distribuição não controlada (!) De nuclídeos radioativos em todo o circuito de resfriamento.
“Outro ponto fraco do HTR que contribuiu para a contaminação do AVR se deve ao fato de que os nuclídeos liberados dos elementos do combustível no HTR são distribuídos de forma descontrolada por todo o circuito de resfriamento. Por causa das altas taxas de deposição de produtos de fissão quimicamente reativos em circuitos de resfriamento HTR, ou seja, a atividade liberada dos conjuntos de combustível não pode ser removida usando um sistema de limpeza, como é o padrão no LWR. "

 

Comentário: Agora sabemos porque os operadores do THTR Hamm resistiram ao nosso pedido de um registro de nuclídeo tão violentamente após seu desligamento. Um desastre adicional teria se tornado óbvio e público!

8. Ocorreu entrada de água. Eles devem ser eliminados no futuro por dispositivos adicionais.
"No caso de entrada de água, a penetração de água líquida no seixo, como aconteceu em um acidente de AVR, deve ser estruturalmente excluída para evitar um possível coeficiente de vazio positivo de reatividade com excursão de reatividade."

9. Uma contenção estanque ao gás (recipiente de segurança) está completamente ausente, mas é absolutamente necessário.
"Os critérios para uma atividade acumulada máxima tolerável no circuito de resfriamento HTR foram desenvolvidos com base nas leis alemãs para acidentes de projeto, bem como com base nos requisitos de manutenção e desmontagem. A aplicação desses critérios aos reatores de leito de seixos leva à conclusão que a contenção estanque ao gás é necessária, mesmo se nenhuma temperatura interna excessiva for assumida. "

10. Em seu estudo, o autor discute se, no interesse da segurança, geralmente se deve evitar altas temperaturas de gás no futuro. Em outras palavras: o reator de temperatura muito alta (VHTR), que foi particularmente favorecido na geração IV, cria um número particularmente grande de problemas que ainda precisam ser resolvidos. Um "programa de P&D muito extenso" seria indispensável para isso antes que outras etapas fossem tomadas.

11. O desenvolvimento do reator de leito de seixos será muito caro e, portanto, os riscos econômicos devem ser estimados com precisão de antemão. O enorme esforço vale a pena?
“Um reator experimental de leito de seixos amplamente instrumentado seria indispensável para resolver esses problemas. Antes de um programa de P&D desse porte ser iniciado, um estudo de viabilidade incluindo uma estimativa de custos deve ser realizado a fim de quantificar o risco econômico desse desenvolvimento. "

12. Todos os estudos de segurança HTR anteriores foram inadequados e muito otimistas em suas conclusões.
"Com relação a acidentes além do projeto, os problemas de segurança no caso de entrada de ar / incêndio no núcleo ainda não foram resolvidos de forma adequada. Um estudo de segurança comparativo de HTR de pilha de seixo, HTR de bloco e geração III LWR seria útil para obtenha uma declaração mais confiável sobre a segurança dos conceitos atuais de HTR de pilha de seixos: Da perspectiva de hoje, os estudos anteriores de segurança para reatores de leito de seixos devem ser vistos como muito otimistas. "

 

Após a publicação deste estudo crítico no âmbito do Centro de Pesquisa de Jülich, só pode haver uma demanda: Não mais euros para pesquisas HTR e Geração IV; nenhuma construção do PBMR na África do Sul, o que teria exatamente os problemas mencionados!

 

1. Rainer Moormann: "Uma reavaliação relacionada à segurança da operação do reator de leito de seixos AVR e conclusões para reatores futuros". Relatórios de Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Publicações anteriores de Rainer Moormann sobre o problema HTR:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Oxidação de materiais à base de carbono para sistemas de energia inovadores (HTR, reator de fusão): status e outras necessidades". Artigo em um livro. 11 páginas.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Estimativa de termo fonte para HTRs de pequeno porte; uma abordagem alemã Proceedings of the 1st Meeting Survey on Basic Studies in the High Temperature Engineering (including Safety Studies)". Artigo em um livro. 9 páginas.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Diferenças entre o comportamento de oxidação de grafites de matriz de elemento combustível A3 no ar e no vapor e sua relevância no progresso de acidentes em HTRs". Processos do ICAPP 04, Pittsburg, EUA
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Comportamento de oxidação de um grafite de matriz de elemento de combustível HTR em oxigênio em comparação com um grafite nuclear padrão". In: Nuclear Engineering and Design, 277 (2004), pp. 281-284