HTR hattından doğal olaylar ve radyoaktivite emisyonları!

Yeni bir soruşturma (1) bilim adamı Rainer Moormann tarafından, 1988 yılında kapatılan Jülich'teki toryum yüksek sıcaklık reaktörü (THTR) AVR'nin çalışması hakkında, bu reaktör hattının önceki tüm resmi güvenlik mimarisini sorgulamakla kalmaz, aynı zamanda uluslararası nükleer camianın yeni IV. Nesil reaktörlerin kendi Vakıflarındaki avantajlarına ilişkin açıklamaları.

Dikkat çekici bir şekilde, bu eleştiri Forschungszentrum Jülich'teki HTR hattı üzerinde uzun yıllardır düzenli araştırmalar yapan ve bu konuda yayın yapan bir bilim adamından geliyor (2). Eşi görülmemiş bir açıklık derecesiyle, bu "güvenlikle ilgili yeniden değerlendirme", Jülich'teki genel test reaktörünün (AVR) işletimi ve mevcut sökülmesiyle ilgili önemli sorunları ortaya çıkaran ve önemli radyoaktif kirlenmeyi ele alan ilk çalışmadır. İşte ayrıntılı sonuçlar:

"Bu çalışma esas olarak AVR operasyonunun yetersiz yayınlanmış ancak güvenlikle ilgili bazı sorunlarıyla ilgileniyor."

"AVR soğutma devresi, metalik fisyon ürünleri (Sr-90, Cs-137) ile yoğun şekilde kirlenmiştir, bu da mevcut sökme işleminde önemli sorunlara yol açar. Kirlenmenin boyutu tam olarak bilinmemektedir, ancak fisyon ürünü biriktirme deneylerinin değerlendirilmesi bu kontaminasyonun işlemin sonunda çekirdek envanterin birkaç yüzdesine ulaştığını ve bu nedenle ön hesaplamalardan çok daha yüksek olduğunu ve ayrıca büyük LWR'deki kontaminasyondan önemli ölçüde daha yüksek olduğunu göstermektedir.Bu kontaminasyonun önemli bir kısmı grafit tozuna bağlıdır ve bu nedenle gelecekteki reaktörlerin güvenlik değerlendirmelerinde dikkate alınması gereken basınç tahliye kazalarında kısmen hareketlidir."

 

3. Kabul edilemez derecede yüksek çekirdek sıcaklıkları, yüksek salınımların nedenidir.
"Sonuç, AVR soğutma devresinin kirlenmesine, daha önce varsayıldığı gibi, öncelikle yetersiz yakıt elemanı kalitesinden değil, daha ziyade, salınımları önemli ölçüde hızlandıran, izin verilmeyen yüksek çekirdek sıcaklıklarından kaynaklanmasıydı. İzin verilmeyen yüksek çekirdek sıcaklıkları yalnızca 1 yıl keşfedildi. son AVR operasyonu sona ermeden önce, bir çakıl küme çekirdeği henüz enstrümanta edilebilir olmadığından AVR'deki maksimum çekirdek sıcaklıkları hala bilinmiyor, ancak hesaplanan değerlerin 200 K'den fazla üzerindeydi.
mümkün değil."

4. Buhar jeneratörü çalışma sırasında hasar gördü.
"Ayrıca, çekirdek kenarda 200 K'ye kadar azimut sıcaklık farkları ölçüldü, bu muhtemelen bir performans dengesizliğine atfedilebilir. 1100 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklara sahip, buhar jeneratörüne zarar verebilecek sıcak gaz şeritleri ara sıraydı. çekirdeğin üzerinde ölçülür."

5. AVR işlemi güvensiz ve güvenilmezdi. Sonuç olarak, bu olumsuz güvenlik özellikleri gelecekteki IV. Nesil reaktörlerde de beklenebilir.
"Bu nedenle, Nesil IV projesinde çakıl yatağı VHTR geliştirmesinin temeli olarak kabul edildiği gibi, proses ısısına uygun gaz çıkış sıcaklıklarında güvenli ve güvenilir bir AVR çalışması yoktu."

6. HTR küresel yakıt tertibatları, radyoaktivitenin kaçmasını engelleyemez. Bir efsanenin yalan olduğu ortaya çıkar.
"AVR kontaminasyon sorunları aynı zamanda bozulmamış HTR yakıt düzeneklerinin asil gazlar için olduğu gibi metalik fisyon ürünleri için neredeyse tam bir bariyer olarak görülemeyeceği gerçeğiyle de ilgilidir. Metaller yakıt çekirdeğinde, kaplamalarda ve grafitte yayılır. Fisyon ürününe özgü belirli sıcaklık limitleri aşıldığında uzun süreli normal çalışmada bu Bariyerleri aşan bir atılım meydana gelir. Bu, HTR'de diğer reaktörlerde bulunmayan çözülmemiş bir zayıf noktadır. "

7. Tüm soğutma devresi üzerinde kontrolsüz (!) bir radyoaktif nüklid dağılımı vardır.
"AVR kontaminasyonuna katkıda bulunan diğer bir HTR zayıf noktası, HTR'deki yakıt elementlerinden salınan nüklidlerin tüm soğutma devresi üzerinde kontrolsüz bir şekilde dağılmasından kaynaklanmaktadır. Kimyasal olarak reaktif fisyon ürünlerinin yüksek birikme oranları nedeniyle HTR soğutma devrelerinde, yani yakıt gruplarından salınan aktivite, LWR'de standart olduğu gibi bir temizleme sistemi kullanılarak giderilemez."

 

Yorum: Artık THTR Hamm operatörlerinin, kapatıldıktan sonra bir nüklid kaydı talebimize neden bu kadar şiddetle karşı çıktığını biliyoruz. Ek bir felaket aşikar ve halka açık hale gelirdi!

8. Su girişi gerçekleşti. Bunlar gelecekte ek cihazlarla ortadan kaldırılmalıdır.
"Su girişi durumunda, bir AVR kazasında olduğu gibi, sıvı suyun çakıl taşına sızması, reaktivite kayması ile olası bir pozitif boşluk reaktivite katsayısını önlemek için yapısal olarak hariç tutulmalıdır."

9. Gaz geçirmez bir muhafaza (güvenlik kabı) tamamen eksik, ancak kesinlikle gerekli.
"HTR soğutma devresinde maksimum düzeyde tolere edilebilir birikmiş aktivite için kriterler, tasarım kazaları için Alman yönetmelikleri ve ayrıca bakım ve söküm gereklilikleri temelinde geliştirilmiştir. Bu kriterlerin çakıl yataklı reaktörlere uygulanması sonuca götürür. aşırı çekirdek sıcaklıkları varsayılmasa bile gaz geçirmez muhafaza gereklidir."

10. Yazar, çalışmasında, güvenlik açısından gelecekte sıcak gaz sıcaklıklarından genel olarak kaçınılması gerekip gerekmediğini tartışıyor. Başka bir deyişle: IV. Nesil'de özellikle tercih edilen Çok Yüksek Sıcaklık Reaktörü (VHTR), özellikle henüz çözülmemiş çok sayıda sorun yaratır. Daha ileri adımlar atılmadan önce bunun için "çok kapsamlı bir Ar-Ge programı" olmazsa olmaz olacaktır.

11 Çakıl yataklı reaktörün daha da geliştirilmesi çok pahalı olacak ve bu nedenle ekonomik riskler önceden kesin olarak tahmin edilmelidir. Büyük çaba buna değer mi?
"Bu sorunları çözmek için kapsamlı bir şekilde enstrümantasyonlu deneysel bir çakıl yataklı reaktör vazgeçilmez olacaktır. Bu büyüklükte bir Ar-Ge programına başlamadan önce, bu gelişmenin ekonomik riskini ölçmek için maliyetlerin bir tahminini içeren bir fizibilite çalışması yapılmalıdır. "

12 Daha önceki tüm HTR güvenlik çalışmaları yetersiz ve sonuçlarında fazlasıyla iyimserdi.
"Tasarımın ötesindeki kazalarla ilgili olarak, hava girişi / çekirdek yangını durumundaki güvenlik sorunları henüz yeterince çözülmedi. Çakıl yığını HTR, blok-HTR ve III. nesil LWR'nin karşılaştırmalı bir güvenlik çalışması, aşağıdakilere yardımcı olabilir: Mevcut çakıl yığınlı HTR kavramlarının güvenliği hakkında daha güvenilir bir açıklama elde edin: Bugünün perspektifinden, çakıl yataklı reaktörler için daha önceki güvenlik çalışmaları fazla iyimser olarak görülmelidir.

 

Jülich Araştırma Merkezi çerçevesinde bu kritik çalışmanın yayınlanmasından sonra tek bir talep olabilir: HTR ve IV. Nesil araştırmaları için artık euro yok; Güney Afrika'da tam olarak bahsedilen sorunlara sahip olacak PBMR inşaatı yok!

 

1. Rainer Moormann: "AVR çakıl yataklı reaktörün çalışmasının güvenlikle ilgili yeniden değerlendirilmesi ve gelecekteki reaktörler için sonuçlar". Forschungszentrum Jülich'ten raporlar, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Rainer Moormann'ın HTR sorunuyla ilgili önceki yayınları:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Yenilikçi enerji sistemleri (HTR, füzyon reaktörü) için karbon bazlı malzemelerin oksidasyonu: durum ve diğer ihtiyaçlar". Bir kitaptaki makale. 11 sayfa.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Küçük boyutlu HTR'ler için kaynak terim tahmini; Yüksek Sıcaklık Mühendisliği Alanında (Güvenlik Çalışmaları dahil) Temel Çalışmalar Üzerine 1. Toplantı Anketinin Alman yaklaşımı Bildiriler Kitabı". Bir kitaptaki makale. 9 sayfa.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "A3 yakıt elementi matris grafitlerinin havadaki ve buhardaki oksidasyon davranışı arasındaki farklar ve bunun HTR'lerde kaza ilerlemesiyle ilgisi". ICAPP 04 Bildirileri, Pittsburg, ABD
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Standart bir nükleer grafite kıyasla oksijen içinde bir HTR yakıt elemanı matris grafitinin oksidasyon davranışı". İçinde: Nükleer Mühendislik ve Tasarım, 277 (2004), s. 281-284