Фрагменти звіту Лотара Хана - червень 1988 року

Проблеми безпеки та ризики нещасних випадків

Глава 6.) Проблеми безпеки та ризики аварій модуля HTR та інших високотемпературних реакторів

до розділу 8.) Проблеми розповсюдження з лінією HTR

З точки зору безпеки, HTR, особливо малі високотемпературні реактори HTR-Modul і HTR-100, вважаються дивами. Зацікавлені сторони висувають претензії, які не витримують перевірки. Пропагандистські кампанії домінують у публічних дебатах про безпеку, необхідне диференційоване розгляд досі було опущено.

В принципі, той самий підхід обирає атомна промисловість, яка була запроваджена на початку 70-х років у дискусії з безпеки щодо легководного реактора. Такому стилю, в якому на місце відкритого обговорення приходять тривіалізація та приховування, дезінформація та напівправда, сприяє безпрецедентній ізоляції дискусії про безпеку від публічної дискусії спеціалістів. Об'єднання інтересів і принаймні ідеальна взаємозалежність між діями органів влади, експертів (наприклад, TÜV, Gesellschaft für Reaktorsicherheit = GRS), дорадчих служб (наприклад, Комісія з безпеки реактора), масштабних науково-дослідних установ (наприклад, ядерних дослідницьких установ) та промисловість означає, що насправді не існує незалежного контролюючого органу, а ефективний демократичний контроль вимкнено.

Діяльність спеціальної дискусійної групи «Основні питання безпеки майбутніх високотемпературних атомних електростанцій (модуль HTR-500/HTR)», створеної раніше відповідальним Федеральним міністром внутрішніх справ (BMI), слід оцінити як типову наслідок таких умов. Цей комітет, що складається з представників влади, експертів та промисловості, обговорював питання безпеки, пов’язані з модулем HTR, за закритими дверима до 1984 року. Фактичне завдання цього непідконтрольного секретного органу, очевидно, полягало в розробці спільної стратегії та інтерпретації критеріїв безпеки напередодні подальших процедур затвердження, щоб підготувати плавне затвердження модуля HTR та HTR-500.

Технічною основою передбачуваних переваг у безпеці HTR, як правило, є нижча щільність потужності активної зони реактора в порівнянні з легководяним реактором, вища теплоємність активної зони та конструкційних матеріалів та їх висока термостійкість. Виходячи з цього, стверджується, що HTR поводиться добродушно і мляво у разі відмови теплоносія; у разі інцидентів із збоєм відведення залишкового тепла процес нагрівання йде настільки повільно, що залишається велика кількість варіантів втручання та корекції для відновлення контролю над інцидентом. Крім того, виключається розплав активної зони, як у легководяному реакторі, оскільки графіт не плавиться, але приблизно при 3500 ^o C сублімується, тобто при температурах, яких і так не можна було досягти в малих і середніх високотемпературних реакторах. Взагалі кажучи, тоді стверджується, що на HTR неможлива послідовність аварій, у результаті яких виникнуть радіоактивні викиди, що вимагають заходів боротьби з катастрофою поза об’єктом.

Такий аргумент необхідно відкинути як хибний і сумнівний, оскільки він - свідомо чи несвідомо? - обходить актуальні проблеми безпеки HTR. Частково він заснований на неправильному та некритичному перенесенні міркувань безпеки в легководяному реакторі на HTR і, таким чином, на переоцінці важливості збоїв в охолодженні в HTR.

Як і у випадку з легководним реактором, потенціал небезпеки також визначається інвентаризацією радіоактивних продуктів поділу, а також їх природними механізмами вивільнення.

Загальний запас радіоактивних продуктів поділу залежить насамперед від теплової потужності реактора і менше від типу реактора. Таким чином, з модулем HTR це приблизно 5% від легководного реактора класу Biblis. Відповідно, цей інвентар все ще такий великий (прибл. 2 х 10¹⁹ Беккереля), що вивільнення відсотка цього запасу є достатнім, щоб завдати величезної шкоди здоров'ю населення. Це тим більше вірно, що невеликі високотемпературні реактори бажано будувати поблизу населених пунктів.

Що стосується механізмів вивільнення в HTR, то не має значення, можливий чи ні розплав активної зони, але це залежить від того, чи втратять і коли частинки паливного елемента («частка з покриттям») і паливні елементи втрачають ефект утримування.^o C і знижується при температурах між 2000 і 2500 ^o C практично втрачено. Однак це саме ті температури, які досягаються в THTR-300 і HTR-500, якщо відведення залишкового тепла не вдається. У разі витоку в первинному контурі можуть відбутися викиди в навколишнє середовище, тим більше, що THTR-300 не має герметичності.

Модуль HTR був розроблений з точки зору безпеки таким чином, щоб у разі аварій перегріву максимальна температура в паливних збірках перевищувала критичну температуру 1600 за рахунок пасивного відведення тепла. ^oНе повинно перевищувати C. Однак це може бути гарантовано лише за певних умов, включаючи ефективність пасивного відведення тепла та успішне відключення. Якщо необхідні для цього системи недоступні, коли вони потрібні, з модулем HTR також можуть розвинутися послідовності аварій, під час яких температура паливного елемента перевищує 1600. ^oC збільшення. Це означає, що з модулем також можливі масові викиди продуктів поділу з паливних збірок.

Вирішальним, однак, є те, що повільніша поведінка HTR у випадку збою охолодження була куплена, серед іншого, за допомогою міри, яка є потенційною причиною аварій, пов’язаних із HTR: використання графіту як сповільнювача та конструкційний матеріал. Незважаючи на запобіжні заходи, не можна виключати, що буде велике потрапляння води (з вторинного контуру через витоки парогенератора) та потрапляння повітря в первинний контур. При додатковому виході з ладу систем безпеки виникають серйозні аварії з реакцією графіт-вода та графітові пожежі. Ці типи нещасних випадків також є одними з процесів, які переважають ризиком у модулі HTR.

Крім того, існує велика кількість інших послідовностей аварій з модулем HTR, з яких без додаткового обговорення тут слід згадати лише кілька причин:

• Зовнішні впливи, напр. B. авіакатастрофа, вибухи, диверсії, воєнні дії,
• Вихід з ладу пасивних компонентів, напр. Б. трубопроводів, посудин під тиском, поверхневих охолоджувачів.

Інші впливи, які можуть мати прямий або непрямий негативний вплив на безпеку модуля HTR:

• концепція безпеки, яка була зменшена з міркувань витрат (наприклад, відсутність утримування),
• (у поєднанні з численними недоліками) малий досвід роботи з високотемпературними реакторами,
• менша (у порівнянні з легководяним реактором) глибина проникнення в аналізах безпеки,
• відсутність комплексного аналізу ризиків для модуля HTR.

Для оцінки безпеки модуля HTR також залишається визначити (без вирішення всіх проблем, пов’язаних з безпекою), що цей тип існує лише на папері і що деякі із заявлених переваг безпеки не можуть бути спеціально перевірені. Як показує приклад THTR-300, як показує досвід, значна частина проблем, пов’язаних з безпекою, виявляється лише тоді, коли система налаштована й експлуатується.

У результаті викладених проблем безпеки можна констатувати, що HTR - особливо в його невеликій версії як модуль HTR - має істотні конструктивні особливості, відмінні від z. B. з іншого боку, у легководного реактора, але також у малого HTR є особливі недоліки безпеки, які можуть призвести до серйозних аварій.

верх сторінки

Розділ 8.) Проблеми з поширенням лінії HTR

Питання про можливість використання матеріалу, що розщеплюється, для цілей технічної зброї поки що залишалося поза обговоренням HTR з максимальною обережністю.

Дослідження технічних аспектів проблеми розповсюдження необхідне, однак, якщо ми хочемо отримати повне уявлення про всі аспекти лінії HTR. Обговорення можливих мотивів переведення матеріалу, що розщеплюється, у військових цілях, а також можливостей та меж моніторингу потоків розщеплюється матеріалу тут не буде. Для цього робиться посилання на інші видання; на даний момент мова має йти лише про технічні питання.

Що стосується проблем розповсюдження реакторної лінії, то з технічної точки зору слід поставити наступні питання:

• На яких станціях, через які проходить паливо, є матеріал, що розщеплюється у формі, безпосередньо придатній для зброї, тобто у вигляді плутонію (будь-якого ізотопного складу) або у вигляді високозбагаченого урану 235?
• На якій із цих станцій можна перенаправляти матеріал, що розщеплюється, для прямого військового використання?
• На якій із цих станцій можна розгалужувати матеріал, що розщеплюється, у формі, яка потребує фізичної та/або хімічної обробки, перш ніж його можна буде використовувати у військових цілях?

Відповіді на ці питання мають бути викладені нижче для трьох сфер постачання, експлуатації реактора та утилізації.

Що стосується поставок, то на деяких станціях завжди є можливість доступу до збагаченого урану 235.

При виготовленні паливних елементів для THTR-300 і AVR U-235 доступний безпосередньо на різних етапах процесу у високозбагаченій формі, а саме від збагачення до завершення виготовлення паливних елементів.

Кожна кулька паливного елемента для THTR-300 і приблизно половина паливних елементів AVR (Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH, Jülich) містять приблизно 1 г високозбагаченого U-235. Обсяг зберігання та переробки цього матеріалу на НУКЕМ знаходиться в межах однієї тонни (запитувана кількість перевантаження становить 6 т будь-якого ступеня збагачення).

Тому зникнення високозбагаченого урану 235 в діапазоні від 1 до 10 кг могло залишитися непоміченим.

Для майбутніх заводів HTR планується лише низькозбагачений уран. Це також може бути розгалуженим на згаданих станціях, включаючи необхідні транспортні процеси; однак він повинен бути додатково збагачений з метою військового використання, що в принципі може бути здійснено на будь-якому типі заводів зі збагачення урану, хоча й з різними вимогами зусиль і часу.

Що стосується можливості розгалуження роботи реактора, то після аварії на ЧАЕС неодноразово звучало твердження, що російський реактор РБМК використовувався для виробництва збройового плутонію і особливо підходить для цього, оскільки видаляються або додаються паливні елементи. до нього без переривання безперервної роботи можна. Однак саме цією властивістю HTR володіє в певному ступені, і це навіть згадується як особлива перевага для модуля HTR («Немає простоїв при зміні паливних елементів і пов’язаних операційних процесів»). безперервне додавання та вилучення та Завдяки зручності паливних збірок технічно можливо в будь-який час їхнього перебування на майданчику реактора відвести частину їх.

Метрологічний та обліковий запис тепловиділяючих елементів МАГАТЕ та ЄВРАТОМ не може забезпечити повний захист від перенаправлення через методологію вимірювання, неточності вимірювань та характер випадкового відбору проб.

Навіть після планового використання в реакторі паливо містить матеріал, що розщеплюється, придатний для використання в зброї. Паливні елементи THTR і AVR стратегії торій/уран містять, на додаток до залишку урану-235, високоякісне ядерне паливо U-233, яке в принципі також придатне для збройних цілей. Відпрацьоване паливо всіх майбутніх високотемпературних реакторів містить - подібно до легководного реактора - плутоній та інші актиніди. Суміш ізотопів плутонію в основному підходить для зброї.

До тих пір, поки U-233 і плутоній знаходяться в паливних елементах, ці матеріали, що розщеплюються, не можуть бути доступні безпосередньо. Ви можете отримати доступ до них лише через процес повторної обробки.

Цивільна переробка паливних елементів HTR, як зазначалося вище, поки що не вдалася, серед іншого, через невирішені проблеми безпеки та радіаційного захисту (наприклад, у зв’язку зі спалюванням графіту).

На відміну від можливого широкомасштабного впровадження переробки паливних елементів HTR з метою виробництва ядерного палива, технічні та економічні проблеми можна було б проігнорувати у військовому варіанті. Крім того, аспектами радіаційного захисту (як працівників, так і населення) можна було б знехтувати. Нарешті, розмір системи можна було б визначити виключно з військової точки зору і залишити відносно невеликим (наприклад, як лабораторна система). 

Відпрацьований паливний елемент із низькозбагаченого урану 235 містить приблизно 0,1 г плутонію. Отже, матеріал для атомної бомби теоретично можна було б отримати, обробивши 50.000 1000 кульок відпрацьованих тепловиділяючих елементів, тобто з пропускною здатністю XNUMX куль на добу менш ніж за два місяці. З цих точок зору і в таких масштабах цей маршрут, мабуть, лише складніший і технічно більш вимогливий, ніж через виробництво плутонію з інших реакторних ліній. У будь-якому випадку його легше замаскувати, тим більше, що розгалужені в будь-якій точці паливні елементи можна замінити муляжами.

З цієї точки зору, однак, HTR має унікальну особливість, яку можна використовувати у військових цілях: його можна використовувати як ефективний виробник тритію. Вироблення тритію з метою використання в атомних бомбах можна контролювати за допомогою відповідного складу палива (наприклад, шляхом додавання літію) і може становити військовий інтерес для технічно добре розвинених держав з ядерною зброєю. Американський провайдер HTR навіть відверто намагався проникнути в сектор озброєнь за допомогою цього військового варіанту.

Підсумовуючи, можна констатувати, що експлуатація високотемпературних реакторів, у тому числі станцій подачі та утилізації палива, становить особливий ризик розповсюдження. Що стосується відведення матеріалів для ядерних бомб поділу (уран, плутоній), то виникають ситуації, якісно порівнянні з реактором РБМК і важководним. Що стосується виробництва тритію для використання в бомбах, HTR має особливе військове значення.

(Викид атомної радіації з початку 1940-х років: див INES - Міжнародна рейтингова шкала та список ядерних аварій у всьому світі)

- Карта ядерного світу -

Від видобутку та переробки урану до ядерних досліджень, будівництва та експлуатації ядерних установок, включаючи аварії на атомних електростанціях, до поводження з урановими боєприпасами, ядерною зброєю та ядерними відходами.
- У всьому світі майже все з одного погляду за допомогою Google Maps -

повернутися до

Дослідження на THTR

***

***

верх сторінки

***