Sự cố cố hữu và sự phát xạ phóng xạ từ đường dây HTR!

Một cuộc điều tra mới (1) của nhà khoa học Rainer Moormann về hoạt động của lò phản ứng nhiệt độ cao thorium (THTR) AVR ở Jülich, đã ngừng hoạt động vào năm 1988, không chỉ đặt ra câu hỏi về toàn bộ kiến ​​trúc an toàn chính thức trước đây của dòng lò phản ứng này, mà còn làm lung lay tuyên bố của cộng đồng hạt nhân quốc tế về ưu điểm của các lò phản ứng Thế hệ IV mới trong Cơ sở của chúng.

Đáng chú ý, lời chỉ trích này đến từ một nhà khoa học đã thường xuyên nghiên cứu về dây chuyền HTR tại Forschungszentrum Jülich trong nhiều năm và đã xuất bản về điều này (2). Với mức độ cởi mở chưa từng có, "đánh giá lại liên quan đến an toàn" này là lần đầu tiên tiết lộ các vấn đề nghiêm trọng trong hoạt động và việc tháo dỡ hiện tại của lò phản ứng thử nghiệm chung (AVR) ở Jülich và để giải quyết ô nhiễm phóng xạ đáng kể. Dưới đây là kết quả chi tiết:

"Công việc này chủ yếu giải quyết một số vấn đề được công bố không đầy đủ nhưng liên quan đến an toàn của hoạt động AVR."

"Mạch làm mát AVR bị nhiễm bẩn nặng với các sản phẩm phân hạch kim loại (Sr-90, Cs-137), dẫn đến các vấn đề đáng kể với việc tháo dỡ hiện tại. Mức độ nhiễm bẩn không được biết chính xác, nhưng đánh giá của các thí nghiệm lắng đọng sản phẩm phân hạch. cho thấy rằng sự nhiễm bẩn này đã đạt đến một vài phần trăm của một kho lõi khi kết thúc hoạt động và do đó có mức độ lớn hơn so với tính toán sơ bộ và cũng cao hơn đáng kể so với sự nhiễm bẩn trong LWR lớn. Một tỷ lệ đáng kể sự nhiễm bẩn này liên quan đến bụi graphit và do đó có thể di động một phần trong các tai nạn giảm áp, điều này phải được tính đến trong các đánh giá an toàn của các lò phản ứng trong tương lai. "

 

3. Nhiệt độ lõi cao không thể chấp nhận được là nguyên nhân của việc phát hành cao.
"Kết quả là sự nhiễm bẩn của mạch làm mát AVR chủ yếu không phải do chất lượng phần tử nhiên liệu không phù hợp, như đã giả định trước đây, mà là do nhiệt độ lõi cao không cho phép, điều này làm tăng tốc độ giải phóng đáng kể. Nhiệt độ lõi cao không thể chấp nhận được chỉ được phát hiện 1 năm trước khi hoạt động AVR cuối cùng kết thúc, vì lõi cụm đá cuội vẫn chưa thể đo được. Nhiệt độ lõi tối đa trong AVR vẫn chưa được xác định, nhưng chúng cao hơn 200 K so với các giá trị tính toán
không thể."

4. Máy xông hơi bị hư hỏng trong quá trình hoạt động.
"Ngoài ra, sự chênh lệch nhiệt độ phương vị lên đến 200 K được đo ở rìa lõi, có thể là do sự mất cân bằng hiệu suất. Các dải khí nóng có nhiệt độ trên 1100 ° C, có thể làm hỏng bộ tạo hơi nước, đôi khi đo trên lõi. "

5. Hoạt động của AVR không an toàn và không đáng tin cậy. Do đó, các đặc tính an toàn tiêu cực này cũng có thể được mong đợi trong các lò phản ứng Thế hệ IV trong tương lai.
"Do đó, không có hoạt động AVR an toàn và đáng tin cậy ở nhiệt độ đầu ra khí phù hợp với nhiệt của quá trình, như được giả định là cơ sở của sự phát triển VHTR đá cuội trong dự án Thế hệ IV."

6. Cụm nhiên liệu hình cầu HTR không thể ngăn phóng xạ thoát ra ngoài. Một huyền thoại được phơi bày như một lời nói dối.
"Các vấn đề ô nhiễm AVR cũng liên quan đến thực tế là các cụm nhiên liệu HTR còn nguyên vẹn không thể được xem như một rào cản gần như hoàn toàn đối với các sản phẩm phân hạch kim loại như đối với các khí quý. Kim loại khuếch tán trong lõi nhiên liệu, trong các lớp phủ và trong than chì. Bước đột phá vượt qua Rào cản này xảy ra trong hoạt động bình thường lâu dài khi vượt quá giới hạn nhiệt độ nhất định cụ thể cho sản phẩm phân hạch. Đây là điểm yếu chưa được giải quyết trong HTR mà không tồn tại trong các lò phản ứng khác. "

7. Có sự phân bố không kiểm soát được (!) Của các nuclit phóng xạ trên toàn bộ mạch làm mát.
"Một điểm yếu khác của HTR góp phần gây ô nhiễm AVR là do thực tế là các nuclide giải phóng từ các phần tử nhiên liệu trong HTR được phân phối một cách không kiểm soát trên toàn bộ mạch làm mát. Do tốc độ lắng đọng cao của các sản phẩm phân hạch phản ứng hóa học trong các mạch làm mát HTR, cụ thể là hoạt động thoát ra từ các cụm nhiên liệu không thể bị loại bỏ bằng cách sử dụng hệ thống làm sạch, như tiêu chuẩn trong LWR. "

 

Nhận xét: Vì vậy, bây giờ chúng tôi biết tại sao các nhà điều hành của THTR Hamm lại phản đối yêu cầu của chúng tôi về một thanh ghi nuclide sau khi nó ngừng hoạt động. Một thảm họa nữa sẽ trở nên hiển nhiên và công khai!

8. Sự xâm thực của nước đã diễn ra. Chúng phải được loại bỏ trong tương lai bằng các thiết bị bổ sung.
"Trong trường hợp có nước xâm nhập, sự xâm nhập của nước lỏng vào đá cuội, như đã xảy ra trong tai nạn AVR, phải được loại trừ về mặt cấu trúc để ngăn chặn hệ số rỗng dương có thể có của phản ứng khi kích thích phản ứng."

9. Một ngăn chứa khí (bình chứa an toàn) là hoàn toàn không thể thiếu, nhưng là hoàn toàn cần thiết.
"Các tiêu chí cho hoạt động tích lũy có thể chịu đựng được tối đa trong mạch làm mát HTR được phát triển trên cơ sở các quy định của Đức về các tai nạn thiết kế cũng như trên cơ sở các yêu cầu từ bảo trì và tháo dỡ. Việc áp dụng các tiêu chí này cho các lò phản ứng dạng đá cuội dẫn đến kết luận rằng cần phải có sự ngăn chặn kín khí ngay cả khi không có nhiệt độ lõi quá cao được giả định. "

10. Trong nghiên cứu của mình, tác giả thảo luận về việc liệu, vì lợi ích của sự an toàn, người ta thường nên hạn chế nhiệt độ khí nóng trong tương lai. Nói cách khác: Lò phản ứng nhiệt độ rất cao (VHTR), được đặc biệt ưa chuộng trong Thế hệ IV, tạo ra một số lượng lớn các vấn đề chưa có lời giải. Một "chương trình R & D rất rộng rãi" sẽ là không thể thiếu cho việc này trước khi các bước tiếp theo được thực hiện.

11. Việc phát triển thêm lò phản ứng đá cuội sẽ rất tốn kém và do đó các rủi ro kinh tế cần được ước tính trước một cách chính xác. Nỗ lực khổng lồ thậm chí có xứng đáng không?
"Một lò phản ứng đá cuội thí nghiệm được trang bị công nghệ rộng rãi sẽ là không thể thiếu để giải quyết những vấn đề này. Trước khi chương trình R&D ở quy mô này được bắt đầu, một nghiên cứu khả thi bao gồm ước tính chi phí phải được thực hiện để định lượng rủi ro kinh tế của sự phát triển này. "

12. Tất cả các nghiên cứu về an toàn HTR trước đây đều không đầy đủ và quá lạc quan trong kết luận của họ.
"Đối với các tai nạn ngoài thiết kế, các vấn đề an toàn trong trường hợp xâm nhập không khí / cháy lõi vẫn chưa được giải quyết thỏa đáng. Một nghiên cứu so sánh về an toàn của HTR cọc cuội, HTR khối và LWR thế hệ III sẽ hữu ích cho nhận được một tuyên bố đáng tin cậy hơn về tính bảo mật của các khái niệm HTR bằng đá cuội hiện tại: Từ quan điểm ngày nay, các nghiên cứu trước đây về mức độ an toàn cho các lò phản ứng trên lớp đá cuội phải được xem là quá lạc quan. "

 

Sau khi công bố nghiên cứu quan trọng này trong khuôn khổ của Trung tâm Nghiên cứu Jülich, chỉ có thể có một nhu cầu: Không còn đồng euro cho nghiên cứu HTR và Thế hệ IV; không có việc xây dựng PBMR ở Nam Phi, nơi sẽ có chính xác các vấn đề đã đề cập!

 

1. Rainer Moormann: "Đánh giá lại liên quan đến an toàn đối với hoạt động của lò phản ứng đá cuội AVR và kết luận cho các lò phản ứng trong tương lai". Báo cáo từ Forschungszentrum Jülich, 4275. ISSN 0944-2952.

2. Các ấn phẩm trước đây của Rainer Moormann về vấn đề HTR:
1999: Moormann, Hinssen, Latge: "Quá trình oxy hóa vật liệu gốc carbon cho các hệ thống năng lượng đổi mới (HTR, lò phản ứng nhiệt hạch): tình trạng và nhu cầu xa hơn". Bài báo trong một cuốn sách. 11 trang.
1999: Moormann, Schenk, Verorden: "Ước tính thời hạn nguồn cho các HTR có kích thước nhỏ; một cách tiếp cận của Đức Kỷ yếu cuộc họp khảo sát lần thứ nhất về các nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực kỹ thuật nhiệt độ cao (bao gồm cả các nghiên cứu về an toàn)". Bài báo trong một cuốn sách. 1 trang.
2004: Kühn, Hinssen, Moormann: "Sự khác biệt giữa hành vi oxy hóa ở ma trận nguyên tố nhiên liệu A3 graphit trong không khí và trong hơi nước và sự liên quan của nó đối với tiến trình tai nạn trong HTRs". Kỷ yếu của ICAPP 04, Pittsburg, Hoa Kỳ
2004: Moormann, Hinssen, Kühn: "Hành vi oxy hóa của graphit ma trận nguyên tố nhiên liệu HTR trong oxy so với graphit hạt nhân tiêu chuẩn". Trong: Kỹ thuật và thiết kế hạt nhân, 277 (2004), trang 281-284