Выдержки из отчета Лотара Хана - июнь 1988 г.

Проблемы безопасности и риски несчастных случаев

Глава 6.) Проблемы безопасности и риски аварии модуля HTR и других высокотемпературных реакторов.

к главе 8.) Проблемы распространения с линией HTR

С точки зрения безопасности HTR, особенно небольшие высокотемпературные реакторы HTR-Modul и HTR-100, считаются чудесами. Заинтересованные стороны предъявляют претензии, которые не выдерживают проверки. Пропагандистские кампании доминируют в публичных дебатах о безопасности, до сих пор не уделялось должного дифференцированного рассмотрения.

В принципе, ядерная промышленность выбрала тот же подход, который был применен в начале 70-х годов в дебатах по безопасности легководного реактора. Такому стилю, в котором банальность и сокрытие, дезинформация и полуправда заменяют открытые дискуссии, благоприятствует беспрецедентная изоляция дебатов по безопасности от дискуссий общественников. Объединение интересов и, по крайней мере, идеальная взаимозависимость между действиями властей, экспертов (например, TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), консультативных услуг (например, Комиссия по безопасности реакторов), крупномасштабных исследовательских институтов (например, ядерных исследовательских центров) и промышленность означает, что не существует действительно независимого контролирующего органа, а эффективный демократический контроль отключен.

Деятельность специальной дискуссионной группы «Основные вопросы безопасности будущих высокотемпературных атомных электростанций (модуль HTR-500 / HTR)», созданной ранее ответственным федеральным министром внутренних дел (BMI), следует оценивать как типичную. следствие таких условий. Этот комитет, состоящий из представителей властей, экспертов и промышленности, обсуждал вопросы безопасности, связанные с модулем HTR, за закрытыми дверями до 1984 года. Фактическая задача этого неконтролируемого секретного органа, очевидно, заключалась в разработке общей стратегии и интерпретации критериев безопасности в ожидании последующих процедур утверждения, чтобы подготовить беспрепятственное утверждение модуля HTR и HTR-500.

Техническим основанием для предполагаемых преимуществ безопасности HTR обычно является более низкая удельная мощность активной зоны реактора по сравнению с легководным реактором, более высокая теплоемкость активной зоны и конструкционных материалов и их высокая термостойкость. Основываясь на этом, утверждается, что HTR ведет себя добродушно и медленно в случае отказа охлаждающей жидкости; в случае инцидентов с отказом отвода остаточного тепла процесс нагрева протекает так медленно, что все еще остается большое количество вариантов вмешательства и исправления для восстановления контроля над инцидентами. Кроме того, исключается расплавление активной зоны, как в легководном реакторе, поскольку графит не плавится, а при температуре около 3500 ° С. ^o C сублимируется, то есть при температурах, которые в любом случае недостижимы в малых и средних высокотемпературных реакторах. Вообще говоря, тогда утверждается, что в HTR не возможна аварийная последовательность, в результате которой могут произойти радиоактивные выбросы, которые потребуют принятия мер по борьбе с бедствиями за пределами объекта.

Такой аргумент необходимо отвергнуть как ложный и сомнительный, потому что он - сознательно или бессознательно? - обходит актуальные проблемы безопасности HTR. Частично это основано на неправильном и некритичном переносе соображений безопасности в легководном реакторе на HTR и, таким образом, на переоценке важности отказов охлаждения в HTR.

Как и в случае с легководным реактором, потенциал опасности также определяется инвентаризацией радиоактивных продуктов деления, а также механизмами их естественного выброса.

Общий радиоактивный запас продуктов деления зависит в первую очередь от тепловой мощности реактора и в меньшей степени от типа реактора. Таким образом, с модулем HTR он составляет примерно 5% от такового для легководного реактора класса Biblis. Соответственно, этот инвентарь все еще такой большой (примерно 2 x 10¹⁹ Беккерель), что выброса некоторой части этого инвентаря достаточно, чтобы нанести огромный ущерб здоровью населения. Тем более что небольшие высокотемпературные реакторы желательно строить вблизи населенных пунктов.

Что касается механизмов высвобождения в HTR, то не имеет значения, возможно ли расплавление активной зоны или нет, но это зависит от того, теряют ли и когда частицы топливного элемента ((«покрытые частицы») и топливные элементы свой удерживающий эффект.^o C и понижается при температурах от 2000 до 2500 ^o C практически проиграл. Однако это именно те температуры, которые достигаются в THTR-300 и HTR-500, если отвод остаточного тепла не удается. В случае утечки в первичном контуре могут произойти выбросы в окружающую среду, особенно потому, что THTR-300 не имеет защитной оболочки.

Модуль HTR был спроектирован с точки зрения безопасности таким образом, чтобы в случае аварий с перегревом максимальная температура в топливных сборках превышала критическую температуру 1600 из-за пассивного отвода тепла. ^oНе должно превышать C. Однако это может быть гарантировано только при определенных условиях, включая эффективность пассивного отвода тепла и успешное отключение. Если требуемые для этого системы недоступны, когда они необходимы, с модулем HTR также могут развиться аварийные последовательности, во время которых температуры твэлов превышают 1600 ^oC. увеличение. Это означает, что с модулем также возможны массовые выбросы продуктов деления из тепловыделяющих сборок.

Однако решающим является то, что более медленное поведение HTR в случае отказа охлаждения было куплено, среди прочего, мерой, которая является потенциальной причиной несчастных случаев, связанных с HTR: использованием графита в качестве замедлителя и конструкционный материал. Несмотря на меры предосторожности, не исключено попадание большого количества воды (из вторичного контура через утечки парогенератора) и попадания воздуха в первичный контур. Если произойдет дополнительный отказ систем безопасности, результатом станут серьезные аварии с реакциями графит-вода и возгорание графита. Эти типы несчастных случаев также относятся к процессам с преобладанием риска в модуле HTR.

Кроме того, существует большое количество других аварийных последовательностей с модулем HTR, из которых здесь следует упомянуть только несколько причин без дальнейшего обсуждения:

• Внешние воздействия, например Б. авиакатастрофа, взрывы, саботаж, военные действия,
• Отказ пассивных компонентов, например Б. трубопроводов, сосудов под давлением, поверхностных охладителей.

Другими факторами, которые могут прямо или косвенно отрицательно повлиять на безопасность модуля HTR, являются:

• концепция безопасности, которая была уменьшена по соображениям стоимости (например, из-за отсутствия локализации),
• (в сочетании с многочисленными неудачами) небольшой опыт эксплуатации высокотемпературных реакторов,
• меньшая глубина проникновения (по сравнению с легководным реактором) в анализах безопасности,
• отсутствие комплексного анализа рисков для модуля HTR.

Для оценки безопасности модуля HTR также остается установить - без решения всех связанных с безопасностью проблем - что этот тип существует только на бумаге и что некоторые из заявленных преимуществ безопасности не могут быть конкретно проверены. Опыт показывает, что большая часть проблем, связанных с безопасностью, обнаруживается только тогда, когда система настроена и работает, как показывает пример THTR-300.

В результате обозначенных проблем безопасности можно констатировать, что HTR - особенно в его небольшой версии в качестве модуля HTR - имеет важные конструктивные особенности, отличные от z. B. С другой стороны, у легководного реактора, но и у небольшого HTR есть свои особые недостатки безопасности, которые могут привести к серьезным авариям.

верх страницы

Глава 8.) Проблемы распространения с линией HTR

Вопрос о возможности использования расщепляющегося материала для целей технического оружия до сих пор с особой тщательностью исключали из обсуждения HTR.

Изучение технических аспектов проблемы распространения необходимо, если кто-то хочет получить полное представление обо всех аспектах линейки HTR. Здесь мы не будем обсуждать возможные мотивы переключения расщепляющегося материала на военные цели, а также возможности и пределы наблюдения за потоками расщепляющегося материала. Для этого сделана ссылка на другие публикации; на данный момент это должно касаться только технических вопросов.

Что касается проблем распространения линии реакторов, с технической точки зрения следует задать следующие вопросы:

• На каких станциях, через которые проходит топливо, находится делящийся материал в форме, которая непосредственно подходит для оружия, то есть в виде плутония (любого изотопного состава) или высокообогащенного урана-235?
• На какой из этих станций расщепляющийся материал может быть перенаправлен на прямое военное использование?
• На какой из этих станций делящийся материал может быть разветвлен в форме, требующей физической и / или химической обработки, прежде чем его можно будет использовать в военных целях?

Ответы на эти вопросы должны быть изложены ниже для трех областей поставки, эксплуатации реактора и захоронения.

Что касается предложения, всегда есть возможность доступа к обогащенному урану-235 на некоторых станциях.

Во время производства тепловыделяющих элементов для THTR-300 и АРН U-235 доступен непосредственно на различных этапах процесса в высокообогащенной форме, а именно от обогащения до завершения тепловыделяющих элементов.

Каждый шар тепловыделяющего элемента для THTR-300 и примерно половина тепловыделяющих элементов АРН (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Юлих) содержат примерно 1 г высокообогащенного U-235. Объем хранения и переработки этого материала на NUKEM находится в пределах одной тонны (запрашиваемое количество составляет 6 тонн любой степени обогащения).

Поэтому исчезновение высокообогащенного урана-235 в диапазоне от 1 до 10 кг могло остаться незамеченным.

Для будущих установок HTR планируется только низкообогащенный уран. Это также может быть разветвлено на упомянутых станциях, включая необходимые транспортные процессы; однако его необходимо дополнительно обогатить для целей военного использования, что в принципе может быть выполнено на заводе по обогащению урана любого типа - хотя и с другими потребностями в усилиях и времени.

Что касается возможности разветвления работы реактора после аварии на Чернобыльской АЭС, неоднократно высказывались утверждения, что российский реактор РБМК использовался для производства оружейного плутония и особенно подходит для этого, поскольку тепловыделяющие элементы удаляются или добавляются. к нему, не прерывая непрерывную работу источника питания, можно. Однако именно этим свойством HTR обладает в определенной степени, и это даже упоминается как особое преимущество для модуля HTR («Нет простоев для замены топливных элементов и связанных с ними рабочих процессов»). непрерывное добавление и извлечение топливных сборок. Благодаря удобству использования тепловыделяющих сборок технически возможно в любое время во время их пребывания на площадке реактора отвести часть из них.

Метрологические и учетные записи топливных элементов МАГАТЭ и Евратома не могут обеспечить полную защиту от переключения из-за методологии измерения, неточностей измерений и характера случайного отбора проб при мониторинге.

Даже после запланированного использования в реакторе топливо содержит делящийся материал, пригодный для использования в оружии. Топливные элементы THTR и AVR торий / урановой стратегии содержат, помимо остатка урана-235, высококачественное ядерное топливо U-233, которое в принципе также подходит для оружейных целей. Отработанное топливо всех будущих высокотемпературных реакторов, как и легководный реактор, содержит плутоний и другие актиниды. Смесь изотопов плутония в основном подходит для оружия.

Пока U-233 и плутоний заключены в топливные элементы, к этим делящимся материалам нельзя получить прямой доступ. Вы можете получить к ним доступ только в процессе обработки.

Гражданская переработка тепловыделяющих элементов HTR, как упоминалось выше, пока не удалась, среди прочего, из-за нерешенных проблем, связанных с безопасностью и радиационной защитой (например, в связи со сгоранием графита).

В отличие от возможного широкомасштабного внедрения переработки тепловыделяющих элементов HTR с целью производства ядерного топлива, технические и экономические проблемы можно было бы игнорировать в военном варианте. Кроме того, можно пренебречь аспектами радиационной защиты (как сотрудников, так и населения). Наконец, размер системы можно было определить чисто с военной точки зрения, и она оставалась относительно небольшой (например, как лабораторная система). 

Отработанный тепловыделяющий элемент из низкообогащенного урана 235 содержит около 0,1 г плутония. Следовательно, материал для атомной бомбы теоретически может быть получен путем обработки 50.000 1000 шаров отработавшего тепловыделяющего элемента, то есть с производительностью XNUMX шаров в день менее чем за два месяца. С этих точек зрения и в этих масштабах этот путь только очевидно более сложный и технически более требовательный, чем производство плутония на других линиях реакторов. В любом случае его легче замаскировать, тем более что ответвившиеся в любой точке тепловыделяющие элементы могут быть заменены имитацией.

Однако с этой точки зрения HTR обладает уникальной особенностью, которую можно использовать в военных целях: он может использоваться в качестве эффективного производителя трития. Образование трития для использования в атомных бомбах можно контролировать с помощью подходящей топливной композиции (например, путем добавления лития) и может представлять военный интерес для технически хорошо развитых государств, обладающих ядерным оружием. Американский провайдер HTR даже грубо попытался проникнуть в сектор вооружений с этим военным вариантом.

Подводя итог, можно констатировать, что эксплуатация высокотемпературных реакторов, включая станции подачи и утилизации топлива, представляет собой особый риск распространения. Что касается переключения материалов для ядерных бомб деления (уран, плутоний), возникают ситуации, качественно сопоставимые с ситуациями реактора РБМК и тяжеловодного реактора. Что касается производства трития для использования в бомбах, HTR имеет особое военное значение.

(Выбросы атомной радиации с начала 1940-х гг .: см. INES - Международная рейтинговая шкала и список ядерных аварий в мире)

- Карта ядерного мира -

От добычи и переработки урана до ядерных исследований, строительства и эксплуатации ядерных объектов, включая аварии на атомных электростанциях, до обращения с урановыми боеприпасами, ядерным оружием и ядерными отходами.
- Почти все в мире с первого взгляда с Google Maps -

назад к

Исследования THTR

верх страницы