Temel güvenlik sorunları

yüksek sıcaklık reaktöründe ve THTR-300'deki belirli eksiklikler

Lothar Hahn - Haziran 1986

HTR'nin sözde "doğal" güvenliği için

Yüksek sıcaklıklı reaktör geliştirmenin başlangıcından bu yana, ilgili taraflar halka HTR'nin "doğal olarak" güvenli olduğunu önermeye çalıştılar. Zekice tasarlanmış bu reklam stratejisi şüphesiz bir miktar başarıya ulaştı, çünkü atom enerjisi tartışmasında bile benzeri görülmemiş bir dezenformasyona yol açtı. Nükleer endüstrinin neredeyse hiçbir iddiası gibi, bilimsel olarak savunulamaz varsayımlara ve yanlış sonuçlara dayanmaktadır.

Teknolojide, özellikle nükleer teknolojide, bir sistem, yalnızca fiziksel ve kimyasal yasalar temelinde tasarım durumunda kalıyorsa ve kazalarla uğraşırken aktif güvenlik cihazlarının işleyişine bağlı değilse, doğası gereği güvenli olarak adlandırılır. personelin müdahalesi talimatı verilir (Alwin Weinberg'in tanımına göre).

İyi bilindiği gibi, hafif su reaktörü bu özelliklere sahip değildir. Bununla birlikte, şimdiye kadar ciddi olarak takip edilen pratikte tüm HTR konseptlerinin doğası gereği güvenli olmadığı ve özellikle THTR-300'ün bu özelliğe sahip olmadığı da tamamen açıktır. Örneğin, güvenlikle ilgili merkezi gerekliliklerden ikisi, kapatma ve artık ısı giderme (ve dolayısıyla nihayetinde fisyon ürünlerinin tutulması), ciddi kazalar ve radyoaktif envanterin önemli ölçüde salınması durumunda aktif güvenlik cihazlarına ve/veya kollarına bağlıdır. engel olunmalı.

İddia edilen doğal güvenliğin kanıtı olarak, HTR endüstrisi genellikle HTR'nin hafif su reaktöründen farklı olduğu ve güvenlik açısından avantajlı etkileri olduğu söylenen bazı özellikleri belirtir. Bununla birlikte, HTR, doğası gereği bundan güvenli olmaktan uzaktır, çünkü sözde elverişli olanlara ek olarak, HTR, diğer reaktör tiplerinin sahip olmadığı dezavantajlı güvenlikle ilgili özelliklere de sahiptir. HTR'nin en sık atıfta bulunulan iddia edilen avantajları aşağıda sunulmuş ve yorumlanmıştır:

  • Eigenschaft: Güç yoğunluğunun ısı kapasitesine düşük oranı, yani soğutma arızası durumunda (hafif su reaktörü veya yetiştiriciye kıyasla) daha yavaş sıcaklık artışı.
  • Yorumlamak: Bu doğru değildir, ancak yalnızca belirli soğutma arızaları olan olaylar için geçerlidir. HTR'ye özel su girişi, hava girişi ve reaktivite kazalarında bu özellik daha az önemlidir. Hızlı soğutma gerekiyorsa, yüksek ısı kapasitesi oldukça dezavantajlıdır.
  • Eigenschaft: Seramik yakıt elemanlarının ve çekirdek yapı malzemelerinin yüksek sıcaklık direnci, örneğin çekirdek erimesi yok B. hafif su reaktörü ile mümkündür.
  • Yorumlamak: İfade doğrudur, ancak asıl sorunu yok sayar. Bu öncelikle bir çekirdek erimesi olasılığı ile ilgili değil, daha ziyade radyoaktif fisyon ürünlerinin salınıp salınmayacağı ve nasıl serbest bırakılacağı sorusudur. 1600'ün üzerindeki sıcaklıklardao C Fisyon ürünlerinin gözle görülür oranları yakıt parçacıklarından ve yakıt düzeneklerinden salınır. Bu etki daha da yüksek sıcaklıklarda ve en geç yaklaşık 2500'de artar.oC Birincil devrede büyük salınımlar var. Tehlikeli salınımların meydana geldiği sıcaklıklara, grafit mekanik kıvamını kaybetmeden kazalar nedeniyle tüm büyük ve büyük yüksek sıcaklık reaktörlerinin çekirdeğinde ulaşılabilir. HTR ile çekirdek erimelerinin mümkün olmadığı ifadesi bu nedenle yanıltıcıdır ve serbest bırakma mekanizmalarıyla ilgili değildir.
  • Eigenschaft: Negatif sıcaklık reaktivite katsayısı, yani artan sıcaklıkla güç üretiminde azalma.
  • Yorumlamak: Bu özellik HTR'ye özgü değildir, ancak hafif su reaktörlerinde de mevcuttur; bu özellik olmadan, ne HTR ne de hafif su reaktörü onaylanmayacaktır. Özellikle HTR'nin negatif sıcaklık reaktivite katsayısına ihtiyacı vardır, çünkü yanlışlıkla ısıtma durumunda - hafif su reaktörünün aksine - moderatör etkisi korunur. Ayrıca, sıcaklık katsayısının artan sıcaklıkla daha az ve daha az negatif hale geldiği, aynı zamanda rota bilgisindeki belirsizliklerin daha da arttığı ve yaklaşık 1200'ün üzerinde olduğu söylenebilir.oC değerleri deneysel olarak doğrulanmamıştır. HTR'nin diğer bir dezavantajı, hızlı soğutma ile reaktivite kazalarının mümkün olmasıdır.
  • Eigenschaft: İç, faz kararlı, nötron fiziksel nötr soğutucu helyum.
  • Yorumlamak: Soğutma gazının, yakıt gruplarında korozyon oluşumuna yol açabilecek safsızlıklar içerdiği doğrudur; bu nedenle, diğer şeylerin yanı sıra bu safsızlıkları azaltmak için özel olarak bir gaz temizleme sisteminin sağlanması gerekiyordu. Helyumun diğer iki özelliğinin (faz kararlılığı, nötron fiziksel nötrlüğü) çok az önemi vardır. Aksi takdirde, soğutucu olarak sadece helyum kullanılabilir.

HTR'nin ana hatlarıyla belirtilen görünür güvenlik avantajları, elbette, belirli dezavantajları ve güvenlik sorunları ile de karşılaştırılmalıdır. Bahsedilen sözde olumlu özelliklerden bazıları, moderatör ve yapısal malzeme olarak grafit seçimine dayanmaktadır. Grafitin özellikleri ayrıca HTR'ye özgü ve HTR'ye özgü kaza olasılıklarından, yani su girişi kazalarından sonra (buhar jeneratörü sızıntılarından kaynaklanan) grafit-su reaksiyonlarından ve hava girişi kazalarından sonra grafit yangınlarından sorumludur. Gerekli güvenlik fonksiyonlarının ek olarak arızalanması durumunda (örn. su girişi durumunda: buhar jeneratörünün kapanması, kalan ısının uzaklaştırılması, reaktörün kapanması), bu olaylar kontrol edilmez ve kontrolsüz salınımlara ve önemli ölçüde hasara yol açabilir. reaktörün çevresi. Diğer şeylerin yanı sıra, bu salınımların saf çekirdek ısınma kazasından sonra olduğundan daha erken gerçekleşmesi nedeniyle, su ve hava girişinin neden olduğu kazaların HTR'de risk ağırlıklı kaza süreçlerini başlattığı varsayılabilir.

Bu tür kazalara ek olarak reaktivite kazaları olarak adlandırılan, yani kontrol ve kapatma çubuğu sistemlerindeki arızaların tetiklediği kazalar, yüksek sıcaklık reaktörlerinde kaza riskine önemli ölçüde katkıda bulunur.

HTR lobisinin, THTR-300 için onay sürecinin bir parçası olarak olay incelemelerine ve KFA (nükleer araştırma tesisi) Jülich'in HTR güvenlik analizlerine atıfta bulunarak, bahsedilen olayların söz konusu olduğu iddiasını kanıtlayacağı kesin olarak kabul edilebilir. kontrol edilir veya diğer güvenlik sistemleri arıza yapsa bile sistemin çevresinde ilgili hasara yol açmaz. Şu ana kadar yüksek sıcaklık reaktörlerinin kaza riski üzerine sunulan çalışmaların geçici, eksik, büyük ölçüde güvencesiz ve bilimsel olarak tutarsız olduğu belirtilmelidir. Bir konsensüs bile düşünülmeden veya bir muhalefet daraltılmadan önce, bilimsel-teknik bir tartışma sürecinin temel unsurları ve önkoşulları hala askıdadır. B. Kaynakların eleştirel ve bağımsız incelemesi, izlenebilirliği ve erişilebilirliği.

Ek olarak, şimdiye kadar sadece ya asla gerçekleşmeyecek (HTR-1160) ya da sadece kağıt üzerinde var olan (HTR-500, modül) HTR kavramları üzerinde risk çalışmalarının yapılması gariptir, ancak sadece bunlardır. Almanya'da mevcut büyük ölçekli HTR sistemi olan THTR-300, yüzeysel kısa bir çalışma dışında, risk araştırması yoktur.

THTR-300'ün güvenlik açısından dezavantajlı olan özellikleri

THTR-300'ün tasarım özelliklerine ve yapım ilkelerine dayalı olarak güvenlikle ilgili bir değerlendirmesi - devreye alma sırasında herhangi bir olumsuz sürprizden bağımsız olarak - güvenlikle ilgili bir dizi dezavantajlı özelliği ortaya koymaktadır. THTR-300'ün güvenlikle ilgili tasarımının kapsamlı bir değerlendirmesi bu noktada yapılmayacaktır. Burada, yalnızca kritik bir konumdan şüpheli görünmekle kalmayıp, aynı zamanda nükleer kurallar ve düzenlemeler ve nükleer teknolojideki sözde güvenlik felsefesi ile de çatışan sadece üç tasarım özelliği örnek olarak ele alınacaktır. Hafif su reaktörleri (nükleer düzenlemelerin esas olarak dayandığı) ile THTR-300 arasındaki farklar da dikkate alındığında, THTR-300'deki reaktör teknolojisinin temel ilkelerinin ihlali aşağıdaki örnekler temelinde açıkça ortaya çıkmaktadır.

1 örnek:

İki kapatma sistemi yeterince bağımsız değildir, farklı değildir ve tüm çalışma durumlarında ve arızalarda üzerlerine konan gereksinimleri karşılamaz. Dolayısıyla, Reaktör Güvenlik Komisyonu'nun görüşünün aksine, kapatma sistemleri nükleer santraller için BMI güvenlik kriterlerini karşılamamaktadır (kriter 5.3.). Çeşitlilik, kapatma dengeleri ve güvenilirlik açısından THTR-300'ünkinden açıkça ve çok daha üstün olan ve teknik olarak da uygulanabilir olan kapatma konseptleri uzun süredir mevcuttur.

2 örnek:

THTR-300, hafif su reaktörü için öngörüldüğü ve uygulandığı gibi bağımsız bir acil durum soğutma sistemine sahip değildir. Kalan ısı, çalışan fan ve buhar jeneratörü yardımıyla uzaklaştırılır. Bu arada, önerilen ardıl reaktör HTR-500, artık ısının uzaklaştırılması için iki bağımsız ünite ile donatılacaktır.

3 örnek:

THTR-300, gaz geçirmez bir güvenlik kabı ve beton bir kabuktan oluşan hafif su reaktörü gibi bir muhafazaya sahip değildir. THTR-300 yalnızca (hava geçirmez olmayan) sözde reaktör koruma binası (endüstriyel salon konsepti) ile donatılmıştır.

Şimdiye kadar ortaya çıkan inşaat kusurları

THTR-300'ün tasarımında gerekçelendirilen güvenlik açıklarına ek olarak, önceki devreye alma aşamasında, bazıları olaylardan ve ek güvenlik sorunlarından sorumlu olan bir dizi tasarım kusuru ve tasarım hatası ortaya çıktı.

1 örnek:

Çakıl, projeksiyonlarda varsayıldığından daha kompakttır. Bunun bir takım sonuçları vardır:

  • Karot çubuklar uzun süreli kapatma amacıyla çakılın içine hareket ettirildiğinde, tasarımın sınırında olan artan kuvvetler çubuklara etki eder.
  • Zaten elverişsiz olan çekirdek çubuk sisteminin güvenilirliği daha da kötüleşiyor. B. 23 Kasım 11 olayını gösterdi (bkz. Bölüm 1985).
  • Sonuç, çakılı dolaştırarak gevşetme ihtiyacıdır, ancak bu, çakıl, çubuk hareket ettirilerek tekrar tekrar sıkıştırıldığından, herhangi bir çare sağlamaz.
  • Top kırılma oranı hesaplanandan çok daha yüksektir. Aralık 1982 tarihli "Atomwirtschaft"ta (atw) yüksek sıcaklık reaktörü inşaat GmbH çalışanları tarafından yazılan bir makalede, "iki yıllık işletimde ortalama olarak sadece bir yakıt elemanının çekirdek çubuklar tarafından ezildiği" söylenirken, santral müdürü Glahe şimdi 800 ezilmiş top eklendi. Diğer bilgilere göre, o kadar çok top kırıldı ki, kırılan topun tutulması için sağlanan iki kaptan biri zaten dolu; Her iki tank birlikte sistemin tüm hizmet ömrü boyunca meydana gelen bilye kırılmasına uyum sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. (19 Mayıs 5 tarihli Westfälische Anzeiger gazetesi şunları bildirdi: "Deneme operasyonunun başlamasından yaklaşık bir buçuk yıl sonra, tenis topu büyüklüğünde 1987 (!) yakıt elemanının çıkarılması gerekiyordu ... "; Horst Blume ).
  • 4 Mayıs 5'daki kazadan beklenmedik derecede yüksek radyoaktif olarak kirlenmiş grafit ve yakıt tozu birikimi ve ayrıca metalik aşınma sorumluydu. Ayrıca sistemde çok sayıda noktada kirlenme ve toz birikmesinden kaynaklanan sorunlar ortaya çıkmaktadır. Diğer şeylerin yanı sıra, valf ve diğer ekipman arızası olasılığını artırır. 

2 örnek:

Belirli bir gücün üzerinde, bilye çıkarma borusu üzerindeki "ayırıcı" üzerindeki soğutma gazı akışının aşırı akış kuvvetleri nedeniyle daha fazla bilye çekilemeyeceğinden, bilye yığını artık sirküle edilemez. Bu, operasyonel kısıtlamalara neden olur.

3 örnek:

Buhar jeneratörü halkasındaki yalıtımın yanlış boyutlandırılması ve havalandırma sisteminin yetersiz tasarımı, sistemin belirli çıkışlara ve belirli dış sıcaklıklara sahip bölümlerinde aşırı sıcaklıkların oluşmasına neden olabilir.

4 örnek:

Birincil soğutma gazı akışlarının yanlış yönlendirilmesi nedeniyle, çekirdekten geçen soğutma verimi, sözde bir baypasın varlığı nedeniyle planlanandan daha düşüktür. Sonuç olarak, operatörün muhtemelen reaktör çekirdeğinde ek manipülasyonlar yoluyla kaçınmaya çalışacağı tam yüke ulaşmak mümkün değildir.

5 örnek:

Sözde reaktör koruma binası hava geçirmez değildir, bu nedenle reaktör salonundan çevreye olası radyoaktif salınımları azaltmayı amaçlayan negatif basınç her yerde oluşturulamaz. Geçici mühürleme önlemleri ile bu hata kontrol altına alınmaya çalışılır.

Bu tasarım kusurları ve eksikliklerine ek olarak, kısmen veya tamamen giderildiği söylenen bir takım başka eksiklikler de vardır, örn. B. Liner soğutma sisteminde bir sızıntı ve yükleme sisteminde bir arıza. Şu anda, bu ve diğer hataların gerçekten nihai ve tamamen giderilip giderilmediğini değerlendirmek mümkün değil.

THTR-300'deki Olaylar

Elbette olaylar, bireysel olaylar olarak değerlendirilirse, nihayetinde her zaman öngörülemeyen ve beklenmedik olaylardır. Bununla birlikte, THTR-300'ün şimdiye kadar mevcut olan kazalar listesini değerlendirirken, geriye dönük olarak, bir takım olayların ve / veya kaza türlerinin tasarım kusurlarına kadar izlenebileceğini ve neredeyse kaçınılmaz olarak meydana geldiğini tespit etmek gerekir. Olayların listesi aşağıdaki olayları içerir:

23.11.1985:

Uzun vadeli kapatma sisteminin kırk iki çekirdek çubuğundan yedisi, planlandığı gibi çakıl kümesinin tüm derinliğine sürülemedi. Yalnızca operasyonel kısa stroklu tahrikin kullanılması tam geri çekilmeye yol açtı. Çekirdek çubuk sisteminin bu kısmi arızasının asıl nedeni, sıkıştırılmış çakıl kümesinin bir sonucu olarak artan çubuk kuvvetlerinde yatmaktadır. Bilgilendirme politikası ve operatör tarafından yapılan açıklama girişimleri mantıksız çıktı. (Örneğin, amonyak beslemesi izne göre bir güvenlik sistemi olmadığı için, "yağlayıcı" olarak amonyak içinde besleme yapılmadan elbette çekirdek çubukların yerleştirilmesi de garanti edilmelidir.)

04.05.1986:

Artan radyoaktif salınımı olan bu kazanın nedeni, artan grafit ve yakıt tozu birikimine ve aşınmaya kadar uzanabilir. Dolum sisteminin tampon bölgesinin alçak basınç tarafındaki bir valf, toz kirliliği nedeniyle kapanmadığında ve bu hata (radyoaktif olmayan) tahliye gazıyla bile giderilemediğinde, operatör birincil taraftaki valfi açtı. arınma amaçlı. Önemli miktarda radyoaktif olarak kirlenmiş tozlu birincil soğutma gazı doğrudan ve filtresiz olarak bacadan basınç tahliye kanalı yoluyla çevreye salınır. Radyolojik yönlere ek olarak, bu olayla ilgili özellikle endişe verici olan şey, cerrahın bariz bir hata yapması ve tasarım ve tasarım nedeniyle (kilitlerin olmaması nedeniyle) tek bir hatanın bir hastalığı tetikleyebilmesidir. Aksi takdirde, ek bir hata durumunda (örneğin, başka bir çalışma hatası veya birincil taraf valfinin kapatma işlevinin arızası nedeniyle), soğutma sıvısının çevreye neredeyse tamamen kaybolmasına neden olan birincil soğutma gazının doğrudan salınması.

Daha kesin olarak açıklanan ve herkes tarafından bilinen bu iki olaya ek olarak, güvenlikle ilgili bir dizi başka olay da vardı:

  • Acil durum güç kaynağında hata
  • Ölçüm teknolojisindeki ve kontrol ekipmanındaki arızalar
  • NK 11 acil soğutma prosedürü zaten 45 kez tetiklendi; bu, sistemin tüm hizmet ömrü için bu tür 45 acil soğutma kapatma prosedürünün birliğinin hali hazırda çeyreğe kadar kullanılacağı anlamına gelir. 

değerlendirme

THTR-300'e özgü dezavantajlı güvenlik özellikleri, özel tasarım özellikleri, bugüne kadar bilinen yapım hataları ve devreye alma aşamasının sonuçları, THTR-300'ün yeniden çalıştırılmamasını acilen gerekli kılmaktadır. Aksi takdirde daha fazla olumsuz sürprizler, zorluklar ve olaylar kaçınılmazdır. Güvenlik açısından (aynı zamanda ekonomik kaygılar nedeniyle) operatörden THTR-300 ile tehlikeli büyük ölçekli testi iptal etmesi istenir. Çakıl yataklı reaktör teknolojisinin başarısız olduğu sonucuna şimdiden varılabilir.

 

(1940'ların başından beri atomik radyasyon salınımı: bkz. INES - Dünya çapındaki nükleer kazaların uluslararası derecelendirme ölçeği ve listesi)


- Nükleer dünyanın haritası -

Atom dünyasının haritası - Google Haritalar! - 23.08.2015 Ağustos XNUMX tarihinde yayınlandığı sırada işleme durumuAtom dünyasının haritası - Google Haritalar! - 25.11.2016 Kasım XNUMX'daki işleme durumuUranyum madenciliği ve işlenmesinden nükleer araştırmaya, nükleer santrallerdeki kazalar da dahil olmak üzere nükleer tesislerin inşası ve işletilmesine, uranyum mühimmatının, nükleer silahların ve nükleer atıkların işlenmesine kadar.
- Google Haritalar ile dünya çapında, neredeyse her şey bir bakışta -


geri dönüş

THTR ile ilgili çalışmalar

***

Bağışlar için itiraz

- THTR-Rundbrief, 'BI Çevre Koruma Hamm' tarafından yayınlanmaktadır ve bağışlarla finanse edilmektedir.

- THTR-Rundbrief bu arada çok dikkat çeken bir bilgi ortamı haline geldi. Ancak, web sitesinin genişletilmesi ve ek bilgi sayfalarının yazdırılması nedeniyle devam eden maliyetler vardır.

- THTR-Rundbrief detaylı olarak araştırır ve raporlar. Bunu yapabilmemiz için bağışlara bağlıyız. Her bağış için mutluyuz!

Bağışlar hesabı:

BI çevre koruma Hamm
Amaç: THTR sirküleri
IBAN: DE31 4105 0095 0000 0394 79
BIC: WELADED1HAM

***


Sayfanın üstYukarı Ok - Sayfanın en üstüne kadar

***