Mga pangunahing problema sa seguridad

sa high-temperature reactor at mga partikular na deficit sa THTR-300

Lothar Hahn - Hunyo 1986

Para sa diumano'y "likas" na kaligtasan ng HTR

Mula sa simula ng pagpapaunlad ng mataas na temperatura ng reaktor, sinubukan ng mga interesadong partido na imungkahi sa publiko na ang HTR ay "likas na" ligtas. Ang matalinong inhinyero na diskarte sa advertising na ito ay walang alinlangan na nagkaroon ng ilang tagumpay, dahil ito ay humantong sa hindi pa naganap na disinformation, kahit na sa debate sa atomic energy. Tulad ng halos anumang paninindigan ng industriyang nukleyar, ito ay batay sa mga hindi mapang-agham na pagpapalagay at maling konklusyon.

Sa teknolohiya, sa partikular na teknolohiyang nuklear, ang isang sistema ay tinutukoy bilang likas na ligtas kung ito ay nananatili sa disenyo nito batay lamang sa pisikal at kemikal na mga batas at kung hindi ito nakasalalay sa paggana ng mga aktibong kagamitang pangkaligtasan kapag nakikitungo sa mga aksidente ang Ang interbensyon ng mga tauhan ay itinuro (ayon sa kahulugan ni Alwin Weinberg).

Tulad ng nalalaman, ang light water reactor ay walang mga katangiang ito. Gayunpaman, ganap ding malinaw na halos lahat ng mga konsepto ng HTR na seryosong itinuloy hanggang ngayon ay hindi likas na ligtas at ang partikular na THTR-300 ay walang ganitong katangian. Halimbawa, ang dalawa sa mga pangunahing kinakailangan na nauugnay sa kaligtasan, pagsasara at pag-alis ng natitirang init (at sa huli ay ang pagpapanatili din ng mga produktong fission) ay nakadepende sa mga aktibong kagamitang pangkaligtasan at/o mga humahawak kung ang mga seryosong aksidente at makabuluhang paglabas ng ) radioactive na imbentaryo ay dapat mapipigilan.

Bilang patunay ng di-umano'y likas na kaligtasan, karaniwang binabanggit ng industriya ng HTR ang ilang mga katangian kung saan ang HTR ay naiiba sa light water reactor at sinasabing may mga kapaki-pakinabang na epekto sa mga tuntunin ng kaligtasan. Gayunpaman, ang HTR ay malayo sa likas na ligtas mula dito, dahil bilang karagdagan sa mga diumano'y paborable, ang HTR ay mayroon ding mga disadvantageous na katangian na nauugnay sa kaligtasan na wala sa ibang mga uri ng reactor. Ang pinakamadalas na binanggit na pinaghihinalaang mga bentahe ng HTR ay iniharap at nagkomento sa ibaba:

• Eigenschaft: Mababang ratio ng densidad ng kapangyarihan sa kapasidad ng init, ibig sabihin, mas mabagal na pagtaas ng temperatura kumpara sa (kumpara sa light water reactor o breeder) kung sakaling magkaroon ng pagkabigo sa paglamig.
• Puna: Ito ay hindi tama, ngunit nalalapat lamang sa mga kaganapang may ilang partikular na hindi paglamig. Sa kaso ng mga aksidenteng partikular sa HTR ng pagpasok ng tubig, pagpasok ng hangin at mga aksidente sa reaktibidad, ang property na ito ay hindi gaanong mahalaga. Kung kinakailangan ang mabilis na paglamig, ang mataas na kapasidad ng init ay medyo hindi kanais-nais.
• Eigenschaft: Mataas na temperatura na paglaban ng mga elemento ng ceramic na gasolina at mga materyales sa pangunahing istraktura, walang core meltdown tulad ng B. posible sa light water reactor.
• Puna: Ang pahayag ay tama, ngunit hindi pinapansin ang tunay na problema. Ito ay hindi pangunahin tungkol sa posibilidad ng isang core meltdown, ngunit sa halip ang tanong kung at kung paano mailalabas ang mga radioactive fission na produkto. Sa temperaturang higit sa 1600^o C kapansin-pansing mga proporsyon ng mga produktong fission ay inilabas mula sa mga particle ng gasolina at mula sa mga fuel assemblies. Tumataas ang epektong ito sa mas mataas na temperatura, at sa pinakahuli sa humigit-kumulang 2500^oC mayroong napakalaking paglabas sa pangunahing circuit. Ang mga temperatura kung saan nagaganap ang mga mapanganib na paglabas ay maaaring maabot sa core ng lahat ng malaki at malalaking high-temperature na reactor dahil sa mga aksidente nang hindi nawawala ang graphite sa mechanical consistency nito. Ang pahayag na ang mga pangunahing meltdown ay hindi posible sa HTR ay samakatuwid ay nakaliligaw at hindi nauugnay para sa mga mekanismo ng paglabas.
• Eigenschaft: Negatibong temperatura koepisyent ng reaktibiti, ibig sabihin, pagbaba sa power generation na may pagtaas ng temperatura.
• Puna: Ang property na ito ay hindi partikular sa HTR, ngunit naroroon din sa mga light water reactor; kung wala ang property na ito, hindi maaaprubahan ang HTR o ang light water reactor. Ang HTR sa partikular ay nangangailangan ng isang negatibong koepisyent ng temperatura ng reaktibiti, dahil sa kaganapan ng hindi sinasadyang pag-init - hindi katulad sa kaso ng light water reactor - ang moderator effect ay mananatili. Higit pa rito, masasabi na ang koepisyent ng temperatura ay nagiging mas kaunting negatibo sa pagtaas ng temperatura, na sa parehong oras ang mga kawalan ng katiyakan sa kaalaman sa kurso nito ay nagiging mas at mas malaki at na higit sa humigit-kumulang 1200^oC ang mga halaga nito ay hindi na-verify sa eksperimento. Ang isa pang partikular na kawalan ng HTR ay ang mga aksidente sa reaktibiti ay posible sa mabilis na paglamig.
• Eigenschaft: Inner, phase stable, neutron physical neutral coolant helium.
• Puna: Tama na ang cooling gas ay naglalaman ng mga impurities na maaaring humantong sa corrosion phenomena sa mga fuel assemblies; samakatuwid ang isang sistema ng paglilinis ng gas ay kailangang partikular na ibigay upang mabawasan ang mga impurities na ito, bukod sa iba pang mga bagay. Ang iba pang dalawang katangian ng helium (katatagan ng yugto, neutron pisikal na neutralidad) ay hindi gaanong nauugnay. Kung hindi, helium lamang ang maaaring gamitin bilang isang coolant.

Siyempre, ang nakabalangkas na maliwanag na mga pakinabang sa kaligtasan ng HTR ay dapat ding ihambing sa mga partikular na disadvantage nito at mga problema sa kaligtasan. Ang ilan sa mga sinasabing positibong katangian na binanggit ay batay sa pagpili ng grapayt bilang moderator at structural material. Ang mga katangian ng graphite ay responsable din para sa HTR-typical at HTR-specific na mga posibilidad sa aksidente, katulad ng graphite-water reactions pagkatapos ng mga aksidente sa pagpasok ng tubig (sanhi ng steam generator leaks) at graphite fires pagkatapos ng air ingress accidents. Kung sakaling magkaroon ng karagdagang pagkabigo sa mga kinakailangang function ng kaligtasan (hal. sa kaganapan ng pagpasok ng tubig: pagsara ng generator ng singaw, pag-alis ng natitirang init, pagsara ng reaktor), ang mga insidenteng ito ay hindi kinokontrol at maaaring humantong sa mga hindi nakokontrol na paglabas na may malaking pinsala sa paligid ng reaktor. Para sa kadahilanan, bukod sa iba pang mga bagay, na ang mga pagpapalabas na ito ay nagaganap nang mas maaga kaysa pagkatapos ng isang purong pangunahing pag-init ng aksidente, maaaring ipagpalagay na ang mga aksidente na dulot ng pagpasok ng tubig at hangin ay nagsisimula sa mga proseso ng aksidente na nangingibabaw sa panganib sa HTR.

Bilang karagdagan sa mga ganitong uri ng aksidente, ang tinatawag na mga aksidente sa reaktibiti, ibig sabihin, ang mga aksidente na na-trigger ng mga malfunction sa control at shutdown rod system, ay nakakatulong nang malaki sa panganib ng mga aksidente sa mga high-temperature na reactor.

Maaaring ituring na tiyak na ang lobby ng HTR ay sumangguni sa mga pagsisiyasat ng insidente bilang bahagi ng proseso ng pag-apruba para sa THTR-300 at ang mga pagsusuri sa kaligtasan ng HTR ng KFA (nuclear research facility) Jülich upang patunayan ang kanilang pag-aangkin na ang mga insidenteng nabanggit ay kinokontrol o hindi humahantong sa nauugnay na pinsala sa paligid ng system kahit na nabigo ang ibang mga sistema ng kaligtasan. Dapat pansinin na ang mga pag-aaral na ipinakita sa ngayon sa panganib ng aksidente ng mga reactor na may mataas na temperatura ay pansamantala, hindi kumpleto, higit sa lahat ay hindi secure at hindi naaayon sa siyensya. Bago pa man maisip ang isang pinagkasunduan o ang isang hindi pagsang-ayon ay mapaliit pa, nakabinbin pa rin ang mga mahahalagang elemento at kinakailangan ng proseso ng talakayang siyentipiko-teknikal. B. ang kritikal at independiyenteng pagsusuri, ang traceability at ang accessibility ng mga source.

Bilang karagdagan, kakaiba na hanggang ngayon ang mga pag-aaral sa peligro ay isinasagawa lamang sa mga konsepto ng HTR na hindi kailanman maipapatupad (HTR-1160) o umiral lamang sa papel (HTR-500, module), ngunit ang mga ito lamang. sa Germany umiiral na malakihang sistema ng HTR, ang THTR-300, maliban sa isang mababaw na maikling pag-aaral, walang pagsisiyasat sa panganib.

Mga tampok ng THTR-300 na hindi kanais-nais sa mga tuntunin ng kaligtasan

Ang isang pagtatasa na nauugnay sa kaligtasan ng THTR-300 batay sa mga tampok ng disenyo nito at mga prinsipyo ng konstruksiyon - anuman ang anumang mga negatibong sorpresa sa panahon ng pag-commissioning - ay nagpapakita ng ilang mga tampok na nauugnay sa kaligtasan. Ang isang komprehensibong pagtatasa ng disenyo na nauugnay sa kaligtasan ng THTR-300 ay hindi isasagawa sa puntong ito. Tatlong mga tampok ng disenyo lamang ang dapat tugunan dito bilang mga halimbawa, na hindi lamang lumilitaw na kaduda-dudang mula sa isang kritikal na posisyon, ngunit sumasalungat din sa mga tuntunin at regulasyong nuklear at ang tinatawag na pilosopiya sa kaligtasan sa teknolohiyang nuklear. Isinasaalang-alang din ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga light water reactor (kung saan pangunahing nakabatay ang mga regulasyong nuklear) at ang THTR-300, ang paglabag sa mga pangunahing prinsipyo ng teknolohiya ng reaktor sa THTR-300 ay nagiging maliwanag batay sa mga sumusunod na halimbawa.

Halimbawa 1:

Ang dalawang shutdown system ay hindi sapat na independyente, hindi magkakaibang at hindi nakakatugon sa mga kinakailangan na inilagay sa mga ito sa lahat ng operating states at malfunctions. Kaya, salungat sa opinyon ng Reactor Safety Commission, ang mga shutdown system ay hindi nakakatugon sa BMI safety criteria para sa nuclear power plants (criterion 5.3.). May mga konsepto ng pagsasara sa loob ng mahabang panahon na malinaw at higit na nakahihigit kaysa sa THTR-300 sa mga tuntunin ng pagkakaiba-iba, mga balanse sa pagsasara at pagiging maaasahan at kung saan ay magagawa rin sa teknikal.

Halimbawa 2:

Ang THTR-300 ay walang independiyenteng emergency cooling system, gaya ng inireseta at ipinatupad para sa light water reactor. Ang natitirang init ay tinanggal sa tulong ng operational fan at ng steam generator. Hindi sinasadya, ang iminungkahing kapalit na reaktor HTR-500 ay nilagyan ng dalawang independiyenteng yunit para sa natitirang pag-alis ng init.

Halimbawa 3:

Ang THTR-300 ay walang containment tulad ng light water reactor, na binubuo ng isang lalagyan ng kaligtasan na masikip sa gas at isang kongkretong shell. Ang THTR-300 ay nilagyan lamang ng isang (hindi airtight) na tinatawag na reactor protection building (konsepto ng bulwagan ng industriya)

Mga depekto sa konstruksiyon na napag-alaman sa ngayon

Bilang karagdagan sa mga kakulangan sa kaligtasan na nabigyang-katwiran sa disenyo ng THTR-300, maraming mga depekto sa disenyo at mga error sa disenyo ang nahayag sa nakaraang yugto ng pagkomisyon, ang ilan sa mga ito ay responsable para sa mga insidente at karagdagang mga problema sa kaligtasan.

Halimbawa 1:

Ang pebble ay mas siksik kaysa sa ipinapalagay sa mga projection. Ito ay may ilang mga kahihinatnan:

• Kapag ang mga core rod ay inilipat sa maliit na bato para sa layunin ng pangmatagalang shutdown, ang mga tumaas na pwersa, na nasa limitasyon ng disenyo, ay kumikilos sa mga rod.
• Ang pagiging maaasahan ng core rod system, na hindi na kanais-nais, ay lumalala pa. B. ipinakita ang kaganapan noong Nobyembre 23, 11 (tingnan ang Kabanata 1985).
• Ang resulta ay ang pangangailangan na paluwagin ang tumpok ng pebble sa pamamagitan ng pagpapaikot nito, na, gayunpaman, ay hindi nagbibigay ng anumang lunas, dahil ang tumpok ng pebble ay paulit-ulit na pinipiga sa pamamagitan ng paglipat ng baras.
• Ang rate ng pagkasira ng bola ay mas mataas kaysa sa nakalkula. Habang nasa "Atomwirtschaft" (atw) mula Disyembre 1982 sa isang artikulo ng mga empleyado ng high-temperature reactor construction GmbH sinabi na "sa dalawang taon ng operasyon sa karaniwan ay isang elemento ng gasolina lamang ang dinurog ng mga core rod", ang Ang direktor ng planta ng kuryente na si Glahe ay nagdagdag na ngayon ng 800 durog na bola. Ayon sa iba pang impormasyon, napakaraming bola ang nabasag na ang isa sa dalawang lalagyan na ibinigay para sa paghawak ng sirang bola ay puno na; Ang parehong mga tangke na magkasama ay idinisenyo upang mapaunlakan ang pagkasira ng bola na nangyayari sa buong buhay ng serbisyo ng system. (Ang "Westfälische Anzeiger ng Mayo 19, 5 ay nag-ulat:" Halos isa't kalahating taon pagkatapos ng pagsisimula ng operasyon ng pagsubok, 1987 (!) Ang mga elemento ng gasolina na kasing laki ng bola ng tennis ay kailangang alisin ... "; Horst Blume ).
• Ang hindi inaasahang mataas na akumulasyon ng radioactively contaminated graphite at fuel dust pati na rin ang metallic abrasion ang dahilan ng aksidente noong Mayo 4, 5. Bilang karagdagan, ang mga problema ay lumitaw mula sa kontaminasyon at ang akumulasyon ng alikabok sa maraming mga punto sa system. Sa iba pang mga bagay, pinatataas nito ang posibilidad ng pagkabigo ng balbula at iba pang kagamitan. 

Halimbawa 2:

Sa itaas ng isang tiyak na kapangyarihan, ang tumpok ng bola ay hindi na maiikot, dahil wala nang mga bola na maaaring bawiin dahil sa labis na puwersa ng daloy ng daloy ng cooling gas sa "separator" sa pipe extraction ng bola. Nagreresulta ito sa mga paghihigpit sa pagpapatakbo.

Halimbawa 3:

Ang maling dimensyon ng insulation sa steam generator annulus pati na rin ang hindi sapat na disenyo ng sistema ng bentilasyon ay maaaring humantong sa labis na temperatura na nagaganap sa mga bahagi ng system na may ilang partikular na output at may ilang partikular na temperatura sa labas.

Halimbawa 4:

Dahil sa maling paggabay ng mga pangunahing daloy ng cooling gas, ang cooling throughput sa core ay mas mababa kaysa sa binalak dahil sa pagkakaroon ng tinatawag na bypass. Bilang resulta, hindi posible na makamit ang buong pagkarga, na malamang na susubukan ng operator na iwasan sa pamamagitan ng karagdagang mga manipulasyon sa core ng reaktor.

Halimbawa 5:

Ang tinatawag na reactor protection building ay hindi airtight, kung kaya't ang negatibong presyur na nilalayon na bawasan ang mga posibleng radioactive release mula sa reactor hall papunta sa kapaligiran ay hindi mabuo sa lahat ng dako. Sinusubukan ng isang tao na kontrolin ang error na ito sa pamamagitan ng mga pansamantalang hakbang sa pag-seal.

Bilang karagdagan sa mga depekto at kakulangan sa disenyo na ito, may ilang iba pang mga kakulangan na sinasabing bahagyang o ganap na naalis, e. B. isang leak sa liner cooling system at isang fault sa loading system. Sa ngayon, hindi posible na masuri kung ang mga ito at ang iba pang mga pagkakamali ay talagang naayos na sa wakas at ganap na naayos.

Mga insidente sa THTR-300

Tiyak, ang mga insidente ay palaging hindi inaasahan at hindi inaasahang mga kaganapan kung ang mga ito ay tinatasa bilang mga indibidwal na kaganapan. Gayunpaman, kapag sinusuri ang listahan ng mga aksidente ng THTR-300 na magagamit hanggang ngayon, kailangang matukoy nang retrospektibo na ang ilang mga insidente at/o uri ng mga aksidente ay maaaring masubaybayan pabalik sa mga bahid ng disenyo at halos hindi maiiwasang mangyari. Kasama sa listahan ng mga insidente ang mga sumusunod na kaganapan:

23.11.1985:

Ang pito sa apatnapu't dalawang core rod ng pangmatagalang shutdown system ay hindi maitulak sa buong lalim ng pebble cluster gaya ng pinlano. Ang paggamit lamang ng operational short-stroke drive ang humantong sa ganap na pagbawi. Ang aktwal na sanhi ng bahagyang pagkabigo na ito ng core rod system ay nakasalalay sa tumaas na puwersa ng baras bilang resulta ng naka-compress na pebble cluster. Ang patakaran sa impormasyon at mga pagtatangka sa pagpapaliwanag ng operator ay naging hindi kapani-paniwala. (Halimbawa, siyempre, ang pagpasok ng mga core rod ay dapat tiyakin kahit na walang pagpapakain sa ammonia bilang isang "lubricant", dahil ang ammonia feed ay hindi isang sistema ng kaligtasan ayon sa permit.)

04.05.1986:

Ang sanhi ng aksidenteng ito na may tumaas na radioactive release ay maaaring masubaybayan pabalik sa tumaas na akumulasyon ng grapayt at fuel dust at abrasion. Matapos ang isang balbula sa mababang presyon na bahagi ng buffer zone ng sistema ng pag-charge ay hindi nagsara dahil sa kontaminasyon ng alikabok at ang error na ito ay hindi malutas kahit na may (non-radioactive) purge gas, binuksan ng operator ang balbula sa pangunahing bahagi. para sa layunin ng paglilinis. Ang isang malaking halaga ng radioactively kontaminadong primary cooling gas na may alikabok ay direktang inilabas at hindi na-filter sa pamamagitan ng tsimenea papunta sa kapaligiran sa pamamagitan ng pressure relief duct. Bilang karagdagan sa mga aspeto ng radiological, ang partikular na nakababahala tungkol sa insidenteng ito ay ang siruhano ay nakagawa ng isang halatang pagkakamali at dahil sa disenyo at disenyo (dahil sa kakulangan ng mga interlock) posible na ang isang pagkakamali ay maaaring mag-trigger ng isang direktang paglabas ng pangunahing cooling gas, na kung hindi man, sa kaganapan ng karagdagang error (hal. dahil sa karagdagang error sa pagpapatakbo o pagkabigo ng pagsasara ng function ng primary-side valve), ang halos kumpletong pagkawala ng coolant sa kapaligiran ay maaaring lumawak na.

Bilang karagdagan sa dalawang ito na mas tumpak na inilarawan at kilala sa publiko, mayroong ilang iba pang mga insidente na nauugnay sa seguridad:

• Error sa emergency power supply
• Mga malfunction sa teknolohiya ng pagsukat at sa control equipment
• Ang NK 11 emergency cooling procedure ay na-trigger na ng 45 beses; ito ay nangangahulugan na ang contingent ng 45 tulad ng emergency cooling shutdown procedure para sa buong buhay ng serbisyo ng system ay magagamit na hanggang sa isang quarter. 

Tasa

Ang THTR-300-specific na disadvantageous na mga katangian ng kaligtasan, ang mga espesyal na tampok sa disenyo, ang mga depekto sa konstruksyon na kilala hanggang ngayon at ang mga resulta ng yugto ng pag-commissioning sa ngayon ay kailangang-kailangan na huwag simulan muli ang THTR-300. Kung hindi, ang mga karagdagang negatibong sorpresa, kahirapan at mga insidente ay hindi maiiwasan. Mula sa punto ng kaligtasan (ngunit dahil din sa mga pagsasaalang-alang sa ekonomiya) hinihiling sa operator na i-abort ang mapanganib na malakihang pagsubok gamit ang THTR-300. Magagawa na ang konklusyon na ang teknolohiya ng pebble bed reactor ay nabigo.

(Paglabas ng atomic radiation mula noong unang bahagi ng 1940s: tingnan INES - Ang internasyonal na sukat ng rating at listahan ng mga aksidenteng nukleyar sa buong mundo)

- Ang mapa ng nuclear world -

Mula sa pagmimina at pagproseso ng uranium, hanggang sa pagsasaliksik sa nuklear, ang pagtatayo at pagpapatakbo ng mga pasilidad na nukleyar, kabilang ang mga aksidente sa mga planta ng nuclear power, hanggang sa paghawak ng mga bala ng uranium, mga sandatang nuklear at basurang nuklear.
- Sa buong mundo, halos, lahat sa isang sulyap gamit ang Google Maps -

babalik sa

Pag-aaral sa THTR

***

***

tuktok ng pahinang

***