Centrală nucleară THTR-300

Centrală nucleară THTR-300
Turnul de răcire uscat al THTR-300 (demolat 1991)
Turnul de răcire uscat al THTR-300 (demolat 1991)
Locație
Centrală nucleară THTR-300 (Renania de Nord-Westfalia)
Centrală nucleară THTR-300
Coordonatele 51 ° 40 ′ 45 "  N , 7 ° 58 ′ 18"  E Coordonate: 51 ° 40 ′ 45 "  N , 7 ° 58 ′ 18"  E
Țară: Germania
date
Proprietar: Centrală nucleară la temperatură înaltă
Operator: Centrală nucleară la temperatură înaltă
Începerea proiectului: 1971
Operațiune comercială: 1 iunie 1987
Închide: 29 septembrie 1989

Reactoare dezafectate (brute):

1 (308 MW)
Energie alimentată în 1988: 294,63 GWh
Energie alimentată de la punerea în funcțiune: 2.756 GWh
Site web: Pagina Oficială
Statea: 6 octombrie 2006
Sursa de date a respectivelor intrări poate fi găsită în documentație .
f1

THTR-300 ( toriu a fost reactor de temperatură -Înaltă) este răcit cu heliu reactor de temperatură ridicată de tip reactor cu pat de pietriș din Nord-Westfalia Hamm cu un motor electric de putere de 300  MW . THTR este considerat printre cele mai mari evoluții nedorite din proiectele germane din ultimii 55 de ani.

Locație și utilizare

Reactorul a fost amplasat în districtul Hamm-Uentrop ( districtul Schmehausen ) al orașului Hamm din Renania de Nord-Westfalia pe terenul centralei Westfalen . După ce principiul funcțional al reactorului de temperatură ridicată în patul de pietriș a fost testat pe reactorul de testare AVR (Jülich) , THTR-300 a fost construit ca prototip pentru utilizarea comercială a reactoarelor de temperatură înaltă (HTR). A fost pus în funcțiune cu titlu de probă în 1983, predat operatorului în 1987 și închis în cele din urmă în septembrie 1989 din motive tehnice, de siguranță și economice, după doar 423 de zile de funcționare la sarcină completă. În prezent se află în condiții de siguranță .

Fundamentele fizice de bază ale THTR

Generarea de energie

Ca și în alte reactoare nucleare, energia este generată de fisiunea nucleară , care este adusă de neutroni termici și menținută într-un mod controlat ca o reacție în lanț . Grafit în loc de apă servește ca un moderator , similar cu britanic AGR sau rus tip RBMK . În THTR, grafitul este componenta principală a elementelor combustibile (vezi mai jos ). Ca și în cazul altor tipuri de reactoare, reacția în lanț este controlată de tije de control din material absorbant de neutroni. Particularitatea reactorului de temperatură înaltă de toriu este însă că folosește nu numai 235 U ca combustibil , ci și 233 U. Acesta este produs din 232 Th în elementele combustibile în timpul funcționării în curs a reactorului și parțial consumat imediat.

S-a sperat că o utilizare generală mai bună a combustibililor și a materialelor de reproducere decât în ​​reactoarele cu apă ușoară, deoarece reactoarele cu moderat de grafit, din motive de fizică a neutronilor, permit în principiu arderi mai mari decât reactoarele convenționale cu apă ușoară (deși mai mici decât cele cu apă grea). reactoare moderate precum tipul CANDU ). Cu toate acestea, elementele combustibile HTR utilizate au permis arderea limitată doar din motive tehnico-materiale, astfel încât avantajul teoretic nu a avut niciun efect. Pentru un ciclu închis de combustibil și o utilizare extinsă a combustibilului și a materiilor prime, ar fi fost necesară și reprocesarea . A fost dezvoltat un proces THOREX pentru elementele combustibile care conțin toriu, analog procesului de reprocesare PUREX , dar nu a fost niciodată implementat la scară tehnică; procesarea combustibilului HTR, care constă din particule acoperite încorporate în grafit , ar fi foarte costisitoare.

Conceptul de reactor THTR a făcut astfel posibilă utilizarea parțială a toriului, care este mult mai abundent pe pământ decât uraniul, pentru producerea de energie. Cu toate acestea, combustibilii care conțin toriu pot fi folosiți și în toate celelalte tipuri de reactoare.

Dacă se utilizează toriu, elementele combustibile proaspete trebuie, din motive de fizică a reactorului, să conțină și material care poate fi folosit în arme și care poate fi ușor separat. În cazul THTR-300, acesta a fost uraniu, care a fost îmbogățit cu 93% . Datorită acestui uraniu de calitate pentru arme, elementele combustibile THTR erau deținute în mod legal de UE ( Euratom ) și au fost puse la dispoziția operatorului THTR doar pentru consum sub controlul Euratom. Din cauza pericolului răspândirii armelor (pericol de proliferare ), președintele SUA Jimmy Carter a încetat să mai livreze uraniu foarte îmbogățit pentru reactoarele de temperatură înaltă încă din 1977. Până atunci, aproximativ 1300 kg de uraniu foarte îmbogățit fuseseră livrate în Germania pentru HTR. Această decizie a făcut ca conceptele de reactor cu pat de pietriș dezvoltate ulterior să se îndepărteze de toriu și să prevadă utilizarea combustibilului cu uraniu slab îmbogățit (LEU). THTR în sine ar fi putut fi transformat în combustibil LEU numai cu o pierdere considerabilă de performanță, care i-a afectat negativ perspectiva economică pe termen mediu și probabil a contribuit la dezafectarea acestuia. Pentru a nu agrava comportamentul de reactivitate în cazul accidentelor de pătrundere a apei, încărcarea metalelor grele a elementelor combustibile ar fi trebuit să fie redusă de la 11 g pe element combustibil pentru combustibilul U / Th la sub 8 g pentru combustibilul LEU.

Procesul de reproducere

Conversia toriului în 233 U poate fi scrisă cu următoarea formulă:

În cuvinte: un nucleu atomic de 232 Th captează un neutron termic și astfel devine 233 Th. Acest lucru se descompune cu un timp de înjumătățire de 22,2 minute prin dezintegrarea beta în 233 Pa ; Cu un timp de înjumătățire de aproape 27 de zile, acest nucleu se schimbă la 233 U printr-o altă descompunere beta . Neutronul din formula de mai sus provine din procesul normal de fisiune a 235 U conținut în combustibil sau, într-o măsură mai mică, fisiunea de reproducere 233 U. Aceasta corespunde reproducerii și arderii plutoniului atunci când se utilizează 238 U ca material de reproducere în combustibilul standard al reactoarelor cu apă ușoară .

THTR a clocit 233 U, dar nu a fost un reactor de ameliorare, deoarece a eclozat mai puțin material fisibil decât a consumat. Intenția inițială de a dezvolta reactoare cu pat de pietriș și în special THTR-300 ca crescător de toriu termic a eșuat din cauza pierderilor excesive de neutroni în HTR, printre altele. Datorită densității sale reduse de putere: Doar maximum patru procente din inventarul de toriu THTR ar putea fi utilizat pentru a genera energie, ceea ce a dus la o contribuție de aproape 30 la sută la producția reactorului; majoritatea toriului din elementele combustibile a fost destinat eliminării finale. THTR a funcționat cu un raport de reproducere mai mic de 0,5, ceea ce cu greu a justificat caracterizarea sa ca un apropiat de reproducător sau upconverter .

Între timp, toriul este discutat mai internațional ca material de reproducere. Cu toate acestea, reactoarele cu pietriș sunt greu implicate, deoarece utilizarea eficientă a torului ar necesita atât reactoare de reproducere, cât și reprocesare ; ambele sunt practic imposibil de realizat cu reactoarele cu pat de pietriș.

Ansamblurile de combustibil și miezul reactorului

În THTR-300, elementele combustibile care conțin materialul fisionabil și de reproducere erau sfere cu un diametru de șase centimetri și o masă de aproximativ 200 g. Acestea au o carcasă exterioară, fără combustibil, din grafit cu o grosime de 5 mm. În interior se află cele de mai sus. Combustibil sub formă de aproximativ 30.000 de particule acoperite (în engleză: particule acoperite , vezi bile Pac ) încorporate într-o matrice de grafit.

Particulele acoperite dublu fără carbură de siliciu au fost utilizate ca sfere acoperite în THTR-300 ( BISO ). În comparație cu particulele TRISO (particule triple-acoperite cu carbură de siliciu), acestea erau deja considerate învechite din jurul anului 1980 , dar utilizarea particulelor TRISO în THTR-300 nu mai era posibilă din motive de aprobare tehnică. Fiecare element combustibil conținea aproximativ 1 g de 235 U și aproximativ 10 g de 232 Th sub formă de oxizi amestecați din ambele metale grele.

Alegerea unui element combustibil oxid mixt sa dovedit a fi o eroare de proiectare, deoarece, contrar așteptărilor inițiale, fără carburant utilizabil poate fi recuperată când este reprocesat: Într - o reacție secundară la clivaj, 236 U este formată din 235 U, care nu se mai separă de combustibilul eclozat 233 U din frunzele de oxid mixt . Datorită secțiunii transversale de captare relativ ridicate de 236 U pentru neutroni termici, uraniul obținut din reprocesarea elementelor combustibile THTR-300 nu a fost potrivit pentru revenirea la THTR-300. Încercările de a folosi particule separate de uraniu și toriu în locul unui oxid mixt pentru a putea obține 233 U pur în timpul reprocesării nu au depășit stadiul experimental ( conceptul de hrană / rasă ), iar instalația completă de reprocesare JUPITER HTR din Jülich nu a fost niciodată capabil să intre Fii pus în funcțiune. Înainte de a fi utilizate în THTR-300, aproximativ 30.000 de elemente combustibile de tip THTR au fost testate de Centrul de Cercetare Jülich din reactorul AVR .

Carcasa fără combustibil a ansamblului combustibil, împreună cu matricea de grafit, este responsabilă pentru rezistența mecanică a ansamblului combustibil. Grafitul sublimează la aproximativ 3500 ° C, adică H. Topirea ansamblurilor de combustibil este evitată până la această temperatură ridicată. Cu toate acestea, o cantitate considerabilă de radioactivitate este eliberată din elementele combustibile la temperaturi peste 1600 ° C. Cu toate acestea, păstrarea stabilității mecanice împreună cu densitatea de putere relativ mică reprezintă un avantaj limitat de siguranță în comparație cu tijele de combustibil utilizate de obicei în reactoarele cu apă ușoară , care sunt mai predispuse la supraîncălzire. Cu toate acestea, elementele de combustibil sferice ale THTR-300 erau combustibile (temperatura de aprindere aprox. 650 ° C) și un accident cu intrarea aerului în reactor ar fi dus la un incendiu de grafit cu niveluri ridicate de radioactivitate. Scurgerea generatorului de abur cu acces apă / abur în miez ar fi condus la reacții chimice cu grafit cu formarea de gaze inflamabile (hidrogen și monoxid de carbon).

Reactorul THTR-300 nu conținea suporturi sau ghidaje pentru ansamblurile de combustibil, dar acestea au format un pat de pietriș sub propria greutate (de unde și denumirea de reactor cu pat de pietriș ). Ca urmare, acest reactor a avut avantajul că miezul ar conține doar materiale care ar putea rezista la temperaturi cu mult peste temperatura de funcționare. Cu toate acestea, apăsarea tijelor absorbante atunci când reactorul a fost oprit a dus la încărcări mecanice foarte inegale pe bile, ceea ce a dus la fracturi de bile și arsuri inegale.

După scoaterea din miez, arderea, adică H. determină consumul de combustibil nuclear într-un ansamblu de combustibil. Deoarece această determinare în AVR Jülich nu a funcționat în mod satisfăcător, în THTR-300 a fost utilizat un reactor auxiliar mic cu 3,9 kg de uraniu foarte îmbogățit (aliaj U / Al), a cărui producție a crescut după introducerea unei bile a elementului combustibil conform la conținutul de material fisibil al mingii. În funcție de arsură, bilele trebuie fie îndepărtate, returnate la marginea miezului, fie în zona axei miezului.

Numărul elementelor de funcționare (elemente de combustibil, sferă de grafit și absorbant) în miezul THTR-300 a fost de 675.000. Din punct de vedere matematic, a fost atinsă o temperatură maximă a miezului de aproximativ 1050 ° C în timpul funcționării normale. Cu toate acestea, în centru temperaturile au fost probabil mai ridicate, așa cum au arătat măsurătorile pe firele de gaz fierbinte.

Principiul funcțional al THTR

  1. În THTR-300, heliul a fost trecut prin miezul reactorului în circuitul primar sub o presiune de aproximativ 40 bari. Heliul, răcit la 250 ° C de către schimbătoarele de căldură („generator de abur”), a fost aspirat de ventilatoarele de gaz de răcire de deasupra generatorului de abur și alimentat înapoi în miezul reactorului. Ca gaz nobil, heliul are avantajul față de apa purtătoare de căldură convențională că nu reacționează chimic cu alte materiale, adică nu provoacă coroziune , chiar și la temperaturi ridicate . Cu toate acestea, acest lucru înseamnă că metalele nu pot acumula straturi protectoare de oxid în heliu, ceea ce înseamnă că impuritățile eliberate din grafit au efecte corozive semnificative asupra metalelor. Heliul este format în principal din 4 He, care nu poate fi transformat în substanțe radioactive. Cu toate acestea, heliul natural conține cantități mici de 3 He, care se transformă foarte ușor în tritiu radioactiv și, prin urmare, a reprezentat o sursă esențială de tritiu în THTR-300. Vâscozitatea gazelor , cum ar fi creșterea de heliu , cu creșterea temperaturii, care poate avea drept consecință un dezavantaj că zonele fierbinți sunt mai puțin răcite.
  2. Heliul absoarbe energia termică a procesului de fisiune nucleară pe măsură ce curge prin reactor și este pompat către schimbătoarele de căldură prin răcirea ventilatoarelor de gaz în canalele de gaz fierbinți . În acestea, energia termică este transferată în circuitul secundar, care este acționat cu apă. Circuitul primar și circuitul secundar sunt - ca într-un reactor de apă sub presiune - separate unul de celălalt de pereți metalici ai conductei, astfel încât să nu existe nicio legătură între circuitul primar radioactiv și circuitul secundar aproape neradioactiv.
  3. Aburul produs în generatoarele de abur curge prin liniile de abur vii către secțiunea de înaltă presiune a unei turbine cu abur, este apoi reîncălzit în generatoarele de abur, apoi curge prin secțiunile de presiune medie și joasă ale unei turbine cu abur și este în cele din urmă răcit în condensator prin circuitul de răcire propriu-zis (circuit terțiar) și ca condensat (adică apă) în jos. Acest condens este transportat de la principalele pompe de răcire (pompe de apă) prin preîncălzitoare la degazor cu rezervor de apă de alimentare și alimentat înapoi la generatoarele de abur.
  4. Ciclul terțiar nu are contact direct cu ciclul secundar. Pompele de apă de răcire transportă apa de răcire către turnul de răcire uscat, unde este răcit în elemente de răcire închise de aerul care trece. Apa răcită în acest fel revine apoi la condensatorul de suprafață.

Construcție și exploatare

Centrală Westfalia cu THTR în partea dreaptă jos

Au existat planificări preliminare din 1962. Pregătirea documentelor gata de construcție pentru centrala nucleară THTR-300 a avut loc în perioada 1966–1968 de către un consorțiu al BBC / Krupp , Euratom și Forschungszentrum Jülich , la acel moment KFA Jülich, sub direcția lui Rudolf Schulten . Prin urmare, lucrările de planificare au fost deja efectuate în paralel cu punerea în funcțiune a reactorului cu pat de pietriș AVR mai mic din Jülich, ceea ce a avut consecința negativă că experiența de funcționare a AVR nu ar putea fi încorporată în conceptul THTR. Această grabă în planificarea și începerea construcției THTR-300 s-a datorat lansării pe piață a reactoarelor de apă ușoară la sfârșitul anilor 1960 , cu care se dorea să ajungă din urmă. Proprietarul THTR-300 a fost HKG Hoch Temperatur-Kernkraftwerk GmbH Hamm-Uentrop , fondată în 1968 , ale cărei companii mamă erau șase furnizori regionali de energie electrică de dimensiuni medii și mai mici. THTR-300 a fost conceput ca o centrală nucleară comercială pentru a genera energie electrică și a fost comparabilă cu reactorul din centrala nucleară Fort St. Vrain (nu un reactor cu pat de pietriș, dar așa-numitul tip bloc HTR) este în SUA . Deoarece un vas de presiune din oțel cu dimensiunea necesară nu a putut fi construit, acesta a fost proiectat ca un vas de beton precomprimat integrat etanș la heliu și proiectat pentru o presiune de funcționare internă de aproximativ 40  bar . Puterea termică a reactorului a fost de 750  megawați . Un consorțiu format din BBC, Krupp Reaktorbau GmbH și Nukem a fost însărcinat să construiască uzina la cheie .

Cu cinci zile înainte de prima ceremonie revoluționară planificată din iunie 1971, Krupp a părăsit consorțiul de construcții și și-a întrerupt activitățile pentru reactoarele cu pat de pietriș, deoarece conducerea companiei a inclus au existat îndoieli serioase cu privire la conceptul de reactor cu pat de pietriș datorită rezultatelor operaționale ale AVR (Jülich) acum disponibile. Acest lucru a dus la primele întârzieri de 6 luni. După ieșirea lui Krupp, BBC a luat în considerare și trecerea de la conceptul patului de pietriș la elementul combustibil prismatic mai nepretențios al HTR SUA, dar acest lucru a întâmpinat rezistența lui Jülich. Jülich nu a putut împiedica o planificare extinsă și chiar o procedură de licențiere pentru un HTR mai mare cu elemente combustibile prismatice, care urma să fie ridicat lângă THTR, a început în 1973, dar din cauza dificultăților tehnice ale HTR, acestea au fost abandonate după câțiva ani în favoarea planificării reactoarelor cu apă sub presiune. Proiectat și contractual stipulat cinci ani de construcție pentru THTR a devenit 15 ani din cauza problemelor tehnice și a cerințelor mai stricte. Guvernul federal a suportat 63%, iar statul Renania de Nord-Westfalia 11% din costurile de construcție. Contribuția financiară prin subvenția pentru investiții , care a acoperit aproape zece la sută din costurile de construcție, a provenit și din veniturile fiscale . Centrala electrică a fost inaugurată de ministrul federal al cercetării de la acea vreme, Heinz Riesenhuber, la 13 septembrie 1983 și a fost comandată pentru prima dată cu o reacție în lanț autosusținută . Atât de multe probleme au apărut în timpul fazei de punere în funcțiune, încât Stadtwerke Bremen a predat partea sa din THTR-300 acționarului principal HKG, United Electricity Works Westphalia (VEW) pentru un preț simbolic de 1 DM , pentru a evita riscul de răspundere. La scurt timp după aceea, au existat și alte încercări, deși nereușite, ale acționarilor minoritari (inclusiv Stadtwerke Bielefeld și Wuppertal) de a-și vinde acțiunile sau de a le transfera către VEW. Licența parțială a autorității de acordare a licențelor nucleare pentru funcționarea regulată a fost acordată abia la 9 aprilie 1985. THTR nu a primit o licență de funcționare permanentă, ci o licență de funcționare limitată la 1100 de zile de încărcare completă sau cel târziu până în 1992, care ar fi putut fi convertită într-o licență de funcționare permanentă după o testare cu succes a performanței. Mai mult, un concept coerent de eliminare a elementelor de combustibil ar fi trebuit prezentat după 600 de zile de funcționare la încărcare completă. Prima electricitate a fost alimentată în rețea pe 16 noiembrie 1985. Din cauza întreruperilor considerabile deja în faza de punere în funcțiune, HKG a refuzat să preia fabrica până la 1 iunie 1987.

Din 1985 până la dezafectarea sa în 1989, THTR-300 a înregistrat doar 16.410 ore de funcționare cu o putere electrică de 2.756.000 MWh (brut: 2.881.000 MWh). Aceasta corespunde la 423 de zile de încărcare completă. Disponibilitatea de muncă de cel puțin 70% cerută pentru o operațiune economică nu a fost atinsă în niciun an de funcționare (1988: 41%). A existat o garanție de cumpărare pentru energia electrică generată în THTR la un preț bazat pe generarea de energie a cărbunelui tare, care la acel moment era cu aproximativ 40% peste prețul de achiziție pentru reactoarele cu apă ușoară ; acest lucru trebuie interpretat ca subvenționare suplimentară a THTR.

În 1982 un grup de companii din Brown, Boveri & Cie. și Hoch Temperatur Reaktorbau GmbH (HRB) cu HTR-500, un succesor al THTR-300, cu o putere termică de 1.250 megawați și o putere electrică de 500 megawați. A existat o procedură de aprobare, dar industria electricității a respins un contract de construcție din cauza costurilor de instalare semnificativ mai mari comparativ cu reactoarele cu apă ușoară. Pe lângă THTR-300, urma să fie construită centrala nucleară Hamm . Cu toate acestea, planul a fost respins. În imediata vecinătate a THTR-300 se află centrala electrică din Westfalia pentru generarea de energie electrică din cărbune.

Probleme și incidente

Incidentele (conform clasificării IAES INES: ≥ 2, care a fost introdusă abia în 1990 după închiderea THTR : ≥ 2) nu au avut loc în THTR-300 conform informațiilor furnizate de autoritatea nucleară de supraveghere. Acest lucru este pus la îndoială de mișcarea ecologistă, care suspectează o eliberare deliberată în timpul evenimentelor din 4 mai 1986 (a se vedea aici ), care ar putea fi semnificativ mai mare decât a fost admis anterior și care ar putea fi clasificată drept accident. Cele peste 120 de evenimente raportabile cunoscute, cu doar 423 de zile de funcționare completă, au fost adesea considerate drept dovezi ale imaturității tehnologiei patului de pietriș. Defecțiunea senzorului de umiditate relevant pentru siguranță la 7 septembrie 1985 a fost atribuită celei de-a doua categorii de raportare B valide la momentul respectiv. THTR-300 a fost considerat inițial mult mai rezistent la accidente decât alte tipuri de reactoare datorită principiului funcțional în care nu se poate produce o topire a miezului . Cu toate acestea, încă din 1984, Institutul pentru Cercetări de Siguranță Nucleară de la Forschungszentrum Jülich a arătat că pierderea lichidului de răcire în THTR-300 duce la temperaturi foarte ridicate (2300 ° C), ceea ce are ca rezultat o eliberare masivă de radioactivitate chiar și fără o topire a miezului . Rezervorul de beton precomprimat s-a dovedit de asemenea dezavantajos, deoarece betonul se descompune atunci când este încălzit, eliberând vapori de apă și vaporii de apă rezultați reacționează chimic cu grafitul fierbinte. Un aviz de expertiză pentru guvernul de stat NRW din 1988, care a fost păstrat confidențial pentru o lungă perioadă de timp, a certificat faptul că THTR-300 prezintă chiar un risc de fugă nucleară în cazul pătrunderii apei din cauza exploziilor de conducte ale generatorului de abur , inclusiv scenarii similare dezastrul nuclear de la Cernobîl . Această similitudine cu reactorul nuclear de la Cernobîl este cauzată de utilizarea grafitului ca moderator în ambele tipuri de reactoare. Susținătorii tehnologiei patului de pietriș nu au putut respinge acest raport în cursul investigațiilor grupului de experți AVR .

Au existat și probleme de siguranță operațională. Printre altele, tijele de închidere, care au fost împinse în pietricele de sus, au provocat ruperea mult mai frecventă decât cea calculată în ansamblurile de combustibil. Au fost găsite în total 25.000 de ansambluri de combustibil deteriorate, ceea ce a fost de aproximativ o mie de ori mai mare decât era de așteptat pentru 40 de ani de funcționare. În 1988, după fiecare șase săptămâni de funcționare, reactorul a trebuit să fie oprit și să fie răcit cel puțin o săptămână pentru a îndepărta elementele de combustibil defecte din recipientul de colectare. Rata ridicată de rupere a fost probabil o consecință a proprietăților de frecare nefavorabile în heliu, care nu fuseseră investigate în mod adecvat pentru THTR-300. Fricțiunea tijelor absorbante ar putea fi redusă prin alimentarea cu amoniac , dar acest lucru a dus la o rată inadmisibilă de coroziune a componentelor metalice. Fractura cu bile rezultată a amenințat cu agravarea răcirii reactorului prin înfundarea găurilor de gaz de răcire din reflectorul podelei; Prin urmare, pentru orice sisteme viitoare, a fost propus un design care ar trebui să fie mai puțin predispus la înfundare.

La 23 noiembrie 1985, 7 tije de oprire nu s-au inserat complet atunci când au încercat să oprească reactorul, ci s-au blocat în pietricele deoarece nu exista alimentare cu amoniac. Izolarea betonului a fost inadecvată pe alocuri, astfel încât a devenit prea caldă; repararea nu a fost posibilă, iar zona avariată a trebuit inspectată în mod regulat, ceea ce a făcut necesară oprirea reactorului de fiecare dată. Din cauza problemelor de fricțiune menționate deja și, eventual, și a ruperii mingii, bilele nu au circulat așa cum era de așteptat, ci în centru cu un factor de 5 până la 10 mai rapid decât la margine. Acest lucru a făcut ca reactorul din centrul inferior să se încălzească cu cel puțin 150 ° C.

Probabil prin toroane excesiv de fierbinți de gaz, 36 de șuruburi de fixare ale conductei de gaz fierbinte au fost deteriorate în așa fel încât s-au rupt în 1988; diblurile individuale de grafit din zona reactorului ceramic au eșuat, de asemenea. Nu a fost posibilă repararea deteriorării șuruburilor și diblurilor. O îndepărtare a mingii a fost posibilă numai cu performanțe reduse și, prin urmare, a putut fi efectuată doar duminica. În plus, fabricarea elementelor combustibile sferice nu a fost garantată și reprocesarea lor nu a fost posibilă. Prin urmare, reactoarele de temperatură înaltă din Africa de Sud , care au fost abandonate de atunci, au fost planificate fără reprocesare; acest dezavantaj ar trebui parțial compensat printr-o ardere ușor mai mare comparativ cu reactoarele cu moderare a apei ușoare și, prin urmare, o mai bună utilizare a combustibilului nuclear disponibil .

Emisia de aerosoli radioactivi la 4 mai 1986 imediat după accidentul de la Cernobâl

Un eveniment raportabil cu eliberarea radioactivității la 4 mai 1986 a avut loc la scurt timp după ce precipitațiile radioactive din accidentul de la Cernobâl au căzut peste Hamm. Emisiile de la THTR nu au fost inițial observate. Cu toate acestea, un informator anonim din forța de muncă a THTR-300 a informat autoritățile de supraveghere și grupurile de mediu despre o emisie radioactivă ascunsă la 4 mai 1986. Operatorul a negat orice neregulă printr-o scrisoare expresă din 12 mai 1986 adresată tuturor membrilor parlamentului de stat NRW. Doar când s-a detectat o concentrație neobișnuit de mare de 233 Pa în aerul de evacuare a coșului de fum al THTR-300, care nu putea proveni de la Cernobîl ci doar din toriul elementelor combustibile sparte ale THTR-300, a devenit treptat clar că era din THTR-300 trebuie emise în zonă emisii radioactive semnificative. Conform investigațiilor interne efectuate de HKG, mai mult de 40% din activitatea eliberată atribuibilă THTR a fost de 233 Pa. La 30 mai 1986, Öko-Institutul a susținut că aproximativ 75 la sută din activitatea din apropierea THTR s-a datorat THTR în sine. Puțin mai târziu, Dietrich Grönemeyer a raportat autorităților mari eliberări din THTR. La 3 iunie 1986, THTR a fost închis printr-o directivă de drept nuclear de la autoritatea de supraveghere din Düsseldorf până când a fost eliberată. Instrucțiunea a fost necesară deoarece operatorii THTR nu au dorit să renunțe în mod voluntar la o repornire. În aceeași zi, operatorii au declarat în cele din urmă că cauza eliberării radioactivității a fost o defecțiune a sistemului de încărcare a reactorului, dar au respins afirmațiile Öko-Institutului. Până atunci, operatorii susțineau că este o descărcare permisă, nedeclarabilă de radioactivitate, adică o emisie pe o rută prevăzută în acest scop și sub valorile limită. În schimb, emisiile pe rutele care nu sunt destinate acestui scop și / sau peste valorile limită sunt eliberări care pot fi notificate. Guvernul de stat din Renania de Nord-Westfalia a considerat la momentul respectiv că este vorba despre o eliberare raportabilă din cauza căii de emisie, care nu fusese raportată în mod corespunzător. Ordinul de dezafectare a fost revocat la 13 iunie 1986 cu condiții.

Criticii THTR au suspectat că HKG a ascuns emisia radioactivă în speranța că nu va putea fi detectată din cauza radioactivității de la Cernobîl; Motivul ascunderii ar fi putut fi faptul că incidentul indică unele slăbiciuni în reactoarele cu pat de pietriș, și anume praf radioactiv, pietricele sparte și lipsa de izolare la presiune completă. Acest incident (în special presupusele încercări de a-l ascunde) și acoperirea intensivă a mass-media care a rezultat a înrăutățit semnificativ imaginea anterior pozitivă a reactoarelor cu pat de pietriș în publicul german. Fizicianul Lothar Hahn a declarat într-un raport privind siguranța THTR-300 în iunie 1986 pe fondul acestui incident: Se poate trage deja concluzia că tehnologia reactorului cu pat de pietriș a eșuat.

Rezultatele anchetei de reglementare

Autoritatea de supraveghere din Düsseldorf a început la 30 mai 1986 cu investigații intensive asupra emisiilor de aerosoli la 4 mai 1986. Rezultatele sunt rezumate în raportul de radioprotecție al guvernului de stat NRW pentru al doilea trimestru după cum urmează:

La 4 mai 1986, sistemul de încărcare a elementelor combustibile nu a funcționat în modul automat, ci în modul manual, în abatere de la regulile de funcționare pentru introducerea elementelor absorbante. O eroare de funcționare a dus la o defecțiune a fluxului de proces. Ca rezultat, secțiunea de alimentare a sistemului de încărcare, care conținea heliu contaminat cu aerosoli radioactivi, a fost eliberată de presiunea asupra coșului de evacuare, rezultând că aerosoli radioactivi au fost emiși prin coșul de evacuare (înălțimea de 150 m).

Activitatea aerosolului emisă la 4 mai 1986 nu este mai mare de 2 * 10 8 Bq; Această valoare este rezultatul evaluării filtrului de colectare a aerosolilor pentru toate sarcinile din KW 18, din care trebuie dedusă sarcina anterioară din efectele accidentului reactorului din Cernobîl pentru a ajunge la valoarea emisiilor cauzate de funcționarea THTR. Din cauza i.a. Dificultăți în determinarea conținutului de la Cernobil în filtru datorită preciziei limitate a măsurătorii, nu este posibil să se determine în mod clar dacă valorile limită aprobate pentru eliberarea de substanțe radioactive din THTR nu au fost ușor depășite.

Chiar dacă se presupune, totuși, că emisia de 2 * 10 8 Bq se datorează exclusiv THTR, o estimare matematică a contaminării solului ar duce la o valoare <1 Bq / m² la cel mai rău punct de plecare. Aceasta se află la o înălțime a coșului de fum de 150 m și condițiile de dispersie și depunere meteorologice pe 4 mai 1986 la o distanță de 2000 până la 3000 m de THTR-300; o dovadă metrologică a acestei contribuții de contaminare nu este posibilă.

Valorile limită pentru THTR sunt:

  • Emisia maximă admisă de aerosoli a totalizat peste 180 de zile consecutive: 1,85 × 10 8 Bq
  • Emisie maximă admisibilă într-o singură zi: 0,74 × 10 8 Bq.

Evaluatorul TÜV suspectează că aceste valori limită au fost doar subminate. Autoritatea își asumă emisiile de heliu în cazul unei eliberări bruște de <0,5 m³. Evenimentul nu a fost clasificat oficial ca incident.

Incertitudini și puncte slabe ale anchetei de reglementare

Raportul final menționează o serie de circumstanțe care ar fi putut afecta valoarea informativă a raportului. Aceste puncte slabe, mai presus de toate întreruperea temporară a înregistrării datelor de emisie de către operator, câștigă o importanță suplimentară datorită afirmațiilor discutate ulterior (2016) ale unui fost angajat THTR conform căruia problema a fost emisiile deliberate, intermitente, de aerosoli radioactivi.

1. Aproximativ în același timp în care s-a primit raportul automat de pericol în sala de control a reactorului „Concentrația activității aerosolului ridicat la coșul de fum” din cauza unei emisii asemănătoare șocului, operatorul a întrerupt înregistrarea activității transmisă de aerosoli emise prin intermediul coș de fum pentru o „perioadă care nu mai este clar determinabilă”. Operatorul a justificat acest lucru cu măsuri de „reglare a timpului” pe înregistratorul de înregistrare. Operatorul a notat pe scurt procesul în înregistrarea măsurătorilor. În această perioadă nu există monitorizarea eliberării activității aerosolilor prin coș. Autoritatea scrie: S-a obiectat deja că înregistrarea măsurătorilor pentru concentrația activității aerosolilor a fost corectată atunci când a fost afișată o valoare crescută. Deși autoritatea de supraveghere discută despre posibilitatea unor taxe suplimentare pe activitate în acest interval de timp în raportul său final, în cele din urmă respinge acest lucru. Cu toate acestea, luând în considerare toate incertitudinile, autoritățile spun: Nu este posibilă o determinare clară a eliberării de aerosoli la 4 mai 1986.

2. Autoritatea continuă să se plângă de comportamentul operatorului: Măsurile care trebuie luate în conformitate cu regulile de siguranță .... atunci când mesajul de pericol „concentrație ridicată a activității aerosolilor” este în așteptare, și anume înlocuirea imediată a unuia dintre cele două redundante suspendate filtrele de materie (filtru săptămânal), colectorul de probe de aerosoli / iod și înlocuirea imediată a acestuia au fost omise măsurătorile în laboratorul de radioprotecție și prelevarea suplimentară a unei probe reprezentative pentru evaluarea gazelor nobile radioactive .

3. Potrivit autorităților, operatorul nu a documentat în mod adecvat procesele din jurnalele de bord. Există o scurtă înregistrare în jurnalul de schimbare cu privire la defecțiunea din sistemul de încărcare, dar autoritățile critică: nu a fost găsită o intrare în jurnalul de defecțiune . Când a fost primit mesajul de alarmă automată „concentrație ridicată de activitate de aerosoli la coș”, autoritățile au spus: În jurnalul de schimbare, totuși, nu sunt introduse nici mesajul de alarmă, nici ceea ce a fost inițiat de personalul de schimbare. Succesiunea evenimentelor asumate de autoritate se bazează, prin urmare, în esență pe interviuri ulterioare cu personalul și informații ulterioare furnizate de operator.

4. Problemele din sistemul de tarifare au fost raportate autorității de supraveghere la 8 mai 1986, dar fără a se face referire la raportul de pericol „concentrație ridicată a activității aerosolilor în coș”. Potrivit operatorului, acest lucru s-a datorat faptului că nu a fost recunoscută o conexiune între defecțiunile din sistemul de încărcare și emisiile simultane de aerosoli. Acest lucru le-a întârziat examinarea cu câteva săptămâni și le-a făcut mult mai dificile sau, eventual, le-a făcut parțial imposibile.

5. Nivelul ridicat de contaminare a solului din cauza accidentului de la Cernobîl a permis doar determinarea valorilor de imisiune din THTR într-o măsură limitată: Conform informațiilor furnizate de autoritatea de supraveghere pe baza calculelor de dispersie pe coșul de fum pentru cele mai multe punctul de plecare nefavorabil a fost pentru condițiile meteorologice fără ploaie în seara zilei de 4 mai pentru o emisie de 0,2 GBq de activitate emisă prin coș cu activități de aerosoli de <1 Bq / m²; contaminarea solului cauzată de Cernobîl în zona THTR, pe de altă parte, a fost de până la 10.000 Bq / m², potrivit autorităților.

6. Raportul final nu are informații cheie despre emisiile de aerosoli, cum ar fi spectrul de nuclizi măsurat. În acel moment, documentele nepublicate, dar acum accesibile ale anchetei oficiale, arată că, potrivit operatorului, emisiile de aerosoli atribuibile THTR (total 0,102 GBq), legate de activitate, constau în 44% 233 Pa, 18% 60 Co, 10% 181 Hf. Restul au fost exclusiv produse de activare din oțel. Produsele de fisiune găsite nu ar trebui să provină din THTR, ci din norul Cernobilului. Potrivit operatorului, proporția mare de 233 Pa, un produs intermediar în incubația a 233 U din toriu și, prin urmare, din combustibilul nuclear, este dificil de reconciliat cu secvența de emisie de aerosoli asumată de autoritate: autoritatea presupune că majoritatea aerosolii emiși nu provin din circuitul primar, ci de pe liniile de descărcare către coș.

În opinia mișcării ecologiste, următorul fapt este important pentru evaluarea raportului oficial: În 2014, pe baza investigațiilor unui grup independent de experți numiți de Forschungszentrum Jülich , a devenit clar că aceeași autoritate de supraveghere era responsabilă de reactorul cu pat de pietriș AVR Jülich, reactorul predecesor al THTR, în ciuda unei bune cunoștințe a circumstanțelor, a clasificat un incident posibil ca fiind un eveniment de importanță subordonată legat de siguranță (a se vedea grupul de experți AVR ).

Rapoarte despre o presupusă eliberare deliberată de radioactivitate transmisă de aerosoli la 4 mai 1986

Fostul manager THTR, Hermann Schollmeyer, a susținut în mai 2016 că eliberarea de aerosoli radioactivi în mediu a fost deliberată. Unele dintre sferele de grafit din reactor au fost deteriorate în principal ca urmare a opririlor bruște; Praful și particulele tăiate ar fi înfundat conductele. Conductele ar fi fost suflate din circuitul de răcire cu heliu gazos, filtrele necesare pentru acest lucru fuseseră deja comandate și erau disponibile două-trei săptămâni mai târziu. După accidentul de la Cernobîl, sa presupus că suflarea aerului fără filtru va rămâne nedetectată din cauza contaminării radioactive deja prezente în zonă. Actualul operator RWE și managerul operațional de la acea vreme au contrazis această reprezentare. Autoritatea de reglementare a anunțat că va examina cu atenție noile acuzații cu privire la evenimente. Expertul în siguranță pentru reactoarele cu pat de pietriș Rainer Moormann consideră că informațiile lui Schollmeyer sunt plauzibile. Imediat după eliberare, au fost raportate că emisia a fost deliberată; aceste rapoarte au fost discutate în parlamentul de stat NRW la acea vreme. Mișcarea ecologistă suspectează acum că eșecul echipamentului de măsurare în timpul incidentului și presupusa eliminare a multor urme ale incidentului au fost, de asemenea, deliberate și că emisiile radioactive ar putea fi mai mari decât se presupunea anterior. Ea a cerut clarificări - și prin canale parlamentare. Moormann a prezentat un document care pare să confirme părți din declarațiile lui Schollmeyer. Ministrul responsabil din Renania de Nord-Westfalia a declarat la 15 iunie 2016 că nu există dovezi pentru afirmațiile lui Schollmeyer; El a refuzat investigațiile ulterioare.

Cancer tiroidian în vecinătatea THTR-300

În 2013, a devenit cunoscut printr-o investigație oficială că în vecinătatea THTR-300 au existat „rate semnificativ statistic crescute de cancer tiroidian la femei (și nu la bărbați) în anii 2008-2010”. Studiul nu vede dovezi concrete pentru THTR ca fiind cauza și suspectează un „efect de screening” în urma unor examinări mai frecvente de screening al cancerului. Această evaluare este contrazisă de părți ale mișcării ecologice. Studiul privind incidența cancerului a fost inițial solicitat de mișcarea ecologistă din cauza incertitudinilor din jurul radioactivității emise în incidentul din 4 mai 1986.

Dezafectarea și închiderea în condiții de siguranță

În timpul fazei de repaus din septembrie 1988 din cauza șuruburilor de fixare rupte în conducta de gaz fierbinte, HKG a depus o „cerere de dezafectare preventivă” către guvernele federale și de stat din Renania de Nord-Westfalia la sfârșitul lunii noiembrie 1988, pentru a atrage atenția asupra lor situația financiară precară THTR-300 s-a dovedit a avea un deficit ridicat, iar rezervele financiare ale HKG au fost în mare parte epuizate. Deși acordul de partajare a riscurilor pentru THTR prevedea că sectorul public și-a asumat 90% din pierderile operaționale din primii trei ani de funcționare, această rată de transfer a scăzut la 70% după aceea. Fără o soluție permanentă la aceste probleme financiare, autoritatea de supraveghere nu a mai văzut condițiile pentru continuarea funcționării THTR, iar reactorul a rămas oprit.
În vara anului 1989, HKG a ajuns apoi în pragul insolvenței și, din moment ce companiile-mamă ale HKG nu doreau să mai facă alte plăți fără subvenții de stat mai mari, trebuia să fie susținute de guvernul federal cu 92 de milioane DM și statul Renania de Nord-Westfalia cu 65 de milioane de DM. În plus, fabrica de elemente combustibile THTR din Hanau a fost închisă în 1988 din motive de siguranță.

Deoarece SUA nu mai furnizau uraniu foarte îmbogățit (și, prin urmare, de calitate armată) pentru operațiunile THTR, reactorul ar fi trebuit să fie transformat în uraniu slab îmbogățit, fără adaos sau adaos de toriu redus. Acest lucru ar fi necesitat o nouă procedură de aprobare cu un rezultat incert și ar fi dus la o reducere considerabilă a performanței. Prin urmare, această opțiune a fost curând abandonată și cu rezervele existente doar combustibilul standard era disponibil pentru doi ani buni de funcționare. Datorită riscului considerabil și economic al operațiunii THTR, operatorul a considerat că sunt necesare rezerve suplimentare de 650 milioane DM, chiar și pentru o operațiune de eliminare treptată de doi ani, deoarece se aștepta o creștere corespunzătoare a deficitelor până în 1991 și doar departe au fost prezente rezerve prea mici pentru eliminare. CEO-ul principalului acționar HKG, VEW, Klaus Knizia, chiar s-a pronunțat în favoarea unei închideri rapide a THTR, astfel încât dezvoltarea HTR în ansamblu să nu fie împovărată de întreruperi ulterioare la THTR. De asemenea, compania de audit Treuarbeit AG a emis o prognoză economică nefavorabilă pe termen mediu pentru THTR-300.
Negocierile dintre guvernul federal, statul Renania de Nord-Westfalia și industria electricității cu privire la aceste rezerve au eșuat deoarece nici statul Renania de Nord-Westfalia și nici industria electricității nu au vrut să aducă contribuții semnificative la acestea. Din considerente economice, tehnice și de siguranță, precum și interesul scăzut al industriei energetice pentru reactoarele cu pietriș, scoaterea din funcțiune a THTR-300 a fost apoi decisă la 1 septembrie 1989, care a fost apoi solicitată de HKG autorității de supraveghere autoritate la 26 septembrie 1989 în conformitate cu Legea privind energia atomică.

În 1989, HKG a propus guvernelor federale și de stat din Renania de Nord-Westfalia ca THTR să fie transferat la Centrul de Cercetare Jülich pentru demontare după ce a fost închis în siguranță. Cu toate acestea, din moment ce acest lucru ar fi echivalat cu schimbarea responsabilității pentru eliminare, propunerea nu a fost pusă în aplicare.
Din octombrie 1993 până în aprilie 1995, elementele combustibile uzate, intacte și rupte au fost transportate în 305 carcase de elemente combustibile de tipul Castor la depozitul de butoaie de transport Ahaus ; două role conțin elementele combustibile ale reactorului auxiliar THTR pentru măsurarea arderii. Datorită timpului scurt de funcționare, s-a atins doar o ardere medie a elementelor combustibile de aproximativ 5,2% fima (valoarea țintă 11,4% fima). Uraniul foarte îmbogățit este, prin urmare, consumat doar incomplet și un risc clar de proliferare este de asumat cu elementele combustibile THTR descărcate: Conform calculelor lui Moormann, uraniul nebogat foarte bogat ar trebui să fie suficient pentru aproximativ șase până la douăsprezece bombe atomice din Hiroshima. tip. Se suspectează că aproximativ 1 până la 1,6 kg de material fisibil (corespunzător la 2000 până la 3000 de elemente combustibile) se află în reactor.

Elementele combustibile proaspete neutilizate, 362.000 THTR, au fost procesate în fabrica scoțiană de reprocesare Dounreay , uraniul foarte îmbogățit a fost returnat în Germania și utilizat în reactorul de cercetare de la München II . Reactorul în sine a fost transferat în așa-numita „ incintă sigură ” până în 1997 și continuă să genereze costuri de 6,5 milioane de euro anual. Deși aceste costuri au fost suportate exclusiv de bugetul public până în 2009, proprietarii au primit scutiri fiscale de la UE pentru închidere; O controversă politică a apărut în 2011 cu privire la o cerere în curs de extindere a acestor scutiri de impozite.
Reactorul conține încă aproximativ 390 de tone de componente de instalații radioactive, plus containerul de beton precomprimat parțial contaminat. În decembrie 2017, s-a decis demararea demolării în 2028, după ce radioactivitatea a cedat parțial, pentru care se estimează aproximativ 20 de ani. În 2007, proprietarul a estimat costurile pentru eliminarea fără depozitare finală la aproximativ 350 de milioane de euro; în 2011, a fost de 1 miliard de euro. Comparația cu similarul american HTGR Fort St. Vrain (elemente combustibile prismatice, 330 MW el ), care a fost, de asemenea, oprit după o funcționare nesatisfăcătoare în 1988 și care a fost demontat și transformat într-o centrală electrică pe gaz până în 1997 la un cost de 174 milioane USD, arată condițiile dificile de dezmembrare la THTR. În 2012, HKG avea doar fonduri proprii de 41,5 milioane EUR. Datorită formei juridice ca GmbH, răspunderea directă asupra acționarilor HKG pentru acoperirea costurilor de cedare nu este posibilă, astfel încât asumarea costurilor nu este clară. Garanții nelimitate au fost deja emise în zonă, de exemplu de către Wuppertaler Stadtwerke (WSW) către asocierea mixtă Hattingen. Posibilele consecințe ale asumării costurilor pentru utilitățile municipale și municipalitățile implicate sunt, de asemenea, neclare, deoarece unele dintre aceste municipalități sunt sărace din punct de vedere financiar.

Fizicianul economic Reiner Kümmel îl citează în cartea sa The Second Law of Economics pe bancherul și omul de afaceri Hermann Josef Werhahn, care, conform propriei evaluări, a „însoțit tehnologia reactorului cu elemente sferice de combustibil ca consultant de la început”, cu declarația că posibilitatea de electricitate și de a genera căldură în sistemele comunale descentralizate, care contravin intereselor comerciale ale marilor furnizori de energie. Cu toate acestea, Werhahn a ieșit adesea cu evaluări foarte pozitive, dar nedovedite din punct de vedere științific, ale HTR, cum ar fi „rezistență la rachete”, „infailibil”, „dovadă de necinstiți” sau „problemă de depozitare finală rezolvată”.
Cercetătorul de mediu Klaus Traube , pe de altă parte, vede că eșecul patului de pietriș HTR din Germania se datorează inferiorității sale tehnice și de siguranță în comparație cu reactorul cu apă ușoară , deoarece reactoarele cu temperatură înaltă reprezintă o dezvoltare ulterioară a militarilor reactoare de grafit pentru producția de plutoniu, care sunt mai puțin potrivite ca reactoare de putere, în timp ce LWR de la început, ca reactoare de putere proiectate și optimizate.

Companie operatoare (începând cu 2010)

Elemente de operare în comerț

Elementele de operare grafice ale THTR fără combustibil nuclear au fost deja oferite pe eBay . Potrivit Ministerului Economiei NRW, elementele de funcționare neiradiate și, prin urmare, non-radioactive au fost date colectorilor și părților interesate atunci când reactorul a fost oprit. Până în prezent nu există dovezi că elementele de combustibil sferice cu combustibil nuclear, adică uraniu de înaltă calitate pentru arme, au fost, de asemenea, utilizate abuziv. Toate descoperirile anterioare, la Forschungszentrum Jülich z. B. în depozitele de deșeuri și în canalizare, s-a dovedit a fi lipsit de combustibil nuclear și nu radioactiv.

Microsfere în mediul THTR

În 2011, au fost descoperite microsfere în vecinătatea THTR, dintre care unele sunt similare cu particulele acoperite ale THTR-300. Microsfere similare joacă un rol în discuția despre acumularea de leucemie în Elbmarsch . Microparticule similare au fost găsite și în vecinătatea centralelor care produceau combustibili nucleari în Hanau . Din cauza incertitudinilor privind radioactivitatea emisă în incidentul din 4 mai 1986 , a apărut suspiciunea că ar putea fi particule de combustibil din THTR-300. Combustibilul este încorporat în grafitul elementelor combustibile sub formă de particule acoperite cu un diametru mai mic de 1 mm. Acoperirea particulelor de combustibil cu pirocarbon servește la reținerea produselor de fisiune. Analizele efectuate de birourile de anchetă NRW nu au putut detecta o radioactivitate crescută în microsfere. Cu toate acestea, au fost exprimate critici cu privire la metodele de măsurare utilizate de oficiile de anchetă.

Efectele opririi timpurii asupra dezvoltării HTR

Problemele și oprirea THTR-300 au dus la sfârșitul extins al dezvoltării reactoarelor cu pat de pietriș în Germania. Negocieri pentru lansarea pe piață a modulului HTR (200 MW mii ) dezvoltat de Siemens cu compania chimică Hoechst , combina chimică Leuna / GDR, Departamentul Apărării al SUA (pentru o fabrică pentru producția de tritiu pentru bombele cu hidrogen ) și Uniunea Sovietică a eșuat pe fondul THTR -300; o procedură de aprobare independentă de locație pentru modulul HTR din Saxonia Inferioară a fost anulată fără rezultat de către solicitant, compania energetică Brigitta & Elwerath , în 1988.
Compania Hoch Temperatur-Reaktorbau (HRB) a fost apoi dizolvată, la fel ca și piesele companiei pentru dezvoltarea HTR la Siemens / Interatom, doar o companie mică a rămas să comercializeze know-how-ul HTR care a fost acumulat. Dezvoltarea elementelor combustibile la Nukem a fost întreruptă. Unitatea de cercetare nucleară Jülich a fost redenumită Forschungszentrum Jülich, iar zonele de cercetare HTR au fost reduse la 50 de persoane în 1989, cu un declin constant până în 2005; Cu toate acestea, guvernul de stat NRW prietenos cu HTR, care a fost în funcție din 2005 până în 2010, a întărit din nou cercetarea HTR. După o lungă discuție publică, Consiliul de supraveghere al Forschungszentrum Jülich a decis doar în mai 2014 să oprească cercetarea HTR în Jülich la sfârșitul anului 2014 și să închidă standurile de testare.

Din 1988 încoace, în ciuda embargourilor împotriva Africii de Sud și Chinei care erau în vigoare la acea vreme, susținătorii mormanului au reușit să-și transfere cunoștințele în aceste țări. În Africa de Sud, un reactor cu pat cu pietriș (500 kW) a fost inițial planificat în scopuri militare (submarin nuclear), ceea ce trebuie văzut în legătură cu armele nucleare ale guvernului apartheidului . După sfârșitul apartheidului, a devenit un proiect complet civil, care a eșuat în cele din urmă în 2010.

În China, în apropierea Beijingului a fost construit un mic reactor cu pat de pietriș (HTR-10) . Din 2005, HTR-10 a funcționat foarte rar, ceea ce este atribuit prioritizării reactorului succesor mai mare, HTR-PM, de către susținătorii patului de pietriș, dar pe care criticii îl asociază cu probleme tehnice cu circulația bilelor.

Datorită atitudinii foarte rezervate a furnizorilor de energie germani și a industriei de construcție a reactoarelor față de reactoarele cu pat de pietriș, care este cauzată în principal de eșecul THTR-300, nu a existat nicio renaștere a acestei tehnologii în Germania după THTR-300. Cu toate acestea, există încă un hol pentru reactoarele cu pat de pietriș în Germania. Proprietarii grupului Werhahn , mișcarea LaRouche , politicieni conservatori individuali, în special din Renania de Nord-Westfalia, cercurile naționale conservatoare, precum și fostul politician de mediu Fritz Vahrenholt și economistul Hans-Werner Sinn .

Încercările acestui lobby de a reînvia tehnologia patului de pietriș după dezastrul nuclear de la Fukushima sub motto-ul „schimbați-vă în loc să ieșiți” (adică schimbarea la reactoarele cu paturi de pietriș sigur) a ieșit fără niciun răspuns apreciabil. Evaluarea THTR-300 este controversată în lobby-ul cu pietriș: În timp ce un grup admite că THTR-300 a avut dificultăți tehnice majore și că a avut un impact asupra opririi, precum și a cerut un concept fundamental diferit, alții văd THTR-300 ca un succes general și vorbește despre „închiderea pură indusă politic”. Cu toate acestea, acest lucru este contrazis de faptul că niciun reactor cu pat de pietriș nou nu a putut fi ținut în funcțiune continuă în întreaga lume de ani de zile.

Turn de răcire uscat

THTR-300 a fost echipat cu cel mai mare turn de răcire uscată din lume la acea vreme . La 10 septembrie 1991, turnul de răcire a fost aruncat în aer. Folosirea acestuia pentru centrala electrică vecină cu cărbune din Westfalia nu a fost practică, deoarece schimbătoarele sale de căldură aer-apă s-au murdărit extrem de rapid chiar și atunci când au fost utilizate pentru THTR-300 în mediul agricol, astfel încât centrala nucleară a trebuit să să fie acționat la sarcină parțială în momente între ciclurile de curățare. Planul de păstrare a acestuia ca monument tehnic a eșuat din cauza costurilor.

Specificatii tehnice
tip de proiectare Turn de răcire uscat
Diametrul bazei 141 m
Marginea superioară a sacoului cu plasă de frânghie 147 m
Înălțimea orificiului de admisie a aerului 19 m
Înălțimea catargului 181 m
Diametrul catargului 7 m
Cantitatea de apă 31.720 m³ / oră
Temperatura apei calde 38,4 ° C
Temperatura apei reci 26,5 ° C

Date ale blocului reactorului

Blocul reactorului Tipul reactorului
putere neta
putere brută		 începutul construcției
Sincronizarea rețelei		 Comercializarea
operațiunii esențiale 		oprirea
procesării
THTR-300 Reactor la temperatură ridicată de toriu 296 MW 308 MW 1 mai 1971 16 noiembrie 1985 1 iunie 1987 29 septembrie 1988
Specificatii tehnice THTR-300
performanța termică 759,5 MW
putere electrica 307,5 ​​MW
Eficienţă 40,49%
Densitate medie de putere 6 MW / m³
Înălțimea / diametrul miezului reactorului 6 m / 5,6 m
Material fisil 235 U
Înălțimea vasului de presiune al reactorului 25,5 m
Diametrul vasului de presiune al reactorului 24,8 m
Masa materialului fisibil 344 kg
Material de reproducere 232 Th
Masa materialului de reproducere 6400 kg
Ponderea materialului fisionabil în utilizarea metalelor grele 5,4%
Material absorbant B 4 C
Lichid de răcire Hei
Temperatura de intrare 250 ° C
Temperatura de ieșire 750 ° C
presiune 39,2 bari (3,92 MPa)
Echipament de lucru H 2 O
Temperatura apei de alimentare 180 ° C
Temperatura aburului viu 530 ° C
Presiunea aburului viu 177,5 bari (17,75 MPa)

critică

În ciuda desemnării sale ca reactor de toriu , reactorul a câștigat energie în principal din fisiunea uraniului-235: Deși combustibilul său nuclear era format din 90 la sută toriu, acesta a fost sub 30 la sută implicat în producția sa de energie. pentru că

  • rentabilitatea inadecvată (printre altele, deoarece rezultatele operaționale ale AVR Jülich nu au fost incluse în procesul de planificare),
  • furnizarea problematică de combustibil (datorită contractelor încheiate în 1977 de guvernul SUA cu EURATOM pentru furnizarea de uraniu foarte îmbogățit (HEU) ),
  • costurile foarte ridicate de construcție (depășind planurile inițiale de douăsprezece ori),
  • perioada de construcție neobișnuit de lungă (16 ani),
  • stabilitatea pe termen lung neașteptat de scăzută a vasului de reactor din beton,
  • susceptibilitatea sa la eșec (tulburări în medie la fiecare trei zile),
  • gestionarea problematică a acesteia (inclusiv încercări de a masca incidentele) și
  • este nesatisfăcător (pauze regulate la fiecare șase săptămâni) și funcționare scurtă

este considerat pe scară largă ca fiind una dintre cele mai mari dezmembrări tehnice din Germania postbelică.

literatură

  • BG Brodda, E. Merz: Monitorizare cromatografică gazoasă a agentului de extracție în reprocesarea elementelor combustibile HTR. În: Jurnalul Fresenius pentru chimie analitică. 273, 1975, p. 113, doi : 10.1007 / BF00426269 .
  • Considerare pentru continuarea liniei reactorului la temperatură înaltă din punctul de vedere al VEW. Conferință la 13 noiembrie 1981 la Ministerul Economiei, Întreprinderilor Mijlocii și Transporturilor din statul Renania de Nord-Westfalia din Düsseldorf. În: istoria economică vestfaliană. Surse de economie, societate și tehnologie din secolul al XVIII-lea până în secolul al XX-lea. Editat de Karl-Peter Ellerbrock. Münster, 2017, ISBN 978-3-402-13171-8 , pp. 692-693.

Link-uri web

Commons : THTR-300  - colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio

Dovezi individuale

  1. ↑ Hertie School of Governance: Large Infrastructure Projects in Germany: A Cross-sectoral Analysis (PDF; 1 MB), mai 2015, pagina 17 (accesat la 6 noiembrie 2020)
  2. ↑ Westfälischer Anzeiger 13 septembrie 2013 THTR: Mormântul de miliarde de dolari din Uentrop este accesat pe 13 septembrie http://www.wa.de/lokales/hamm/uentrop/thtr-millionengrab-hamm-uentrop-wird-jahre-3099260 .html 2013
  3. ↑ a b E. Merz, reprocesarea combustibililor nucleari care conțin toriu în lumina ciclurilor de combustibil sigure în proliferare, Naturwissenschaften 65 (1978) 424-31
  4. ↑ S. Brandes: REACTORUL GLOBE PILE CA FRAT DE TEROR TERMIC. Raportul KFA Jül-474-RG (1967)
  5. ↑ a b Die Zeit 19 iulie 1968 Crescător german fierbinte http://www.zeit.de/1968/29/heisser-deutscher-brueter
  6. ↑ E. Merz, H. Jauer, M. Laser: Studiu privind tratamentul suplimentar al elementelor combustibile uzate din reactoarele de temperatură înaltă de toriu cu elemente combustibile sferice. Raport Juel-0943 (1973)
  7. ↑ a b J. Fassbender și colab., Determinarea dozelor de radiații în vecinătatea THTR-300 ca urmare a unui accident presupus de încălzire centrală , raport Juel-Spez 275 (1984)
  8. ↑ Rainer Moormann , Air ingress and graphite burning in HTRs: Un sondaj al examinărilor analitice efectuate cu codul REACT / THERMIX, Forschungszentrum Jülich, raport Jül-3062 (1992)
  9. ↑ R.Moormann, Phenomenology of Graphite Burning in Air Accidents Ingress of HTRs, Science and Technology of Nuclear Installations, Volume 2011 (2011), ID articol 589747, 13 pagini, http://www.hindawi.com/journals/stni/ 2011/589747 / ref /
  10. ↑ D. Denig, Reactoare de temperatură înaltă răcite cu gaz, Thiemig Vlg. (1972)
  11. ↑ J. Quadakkers, coroziunea aliajelor de temperatură înaltă în circuitul primar de heliu al reactoarelor răcite cu gaz la temperatură înaltă. Materiale și coroziune 36 (1985) pp. 141-150 și 335-347
  12. ↑ http://www.thtr.de/aktuelles-ddu.htm
  13. ↑ Broșură centrală nucleară de 300 MW cu reactor de temperatură înaltă de toriu (THTR-300) al HKG din Hamm-Uentrop al consorțiului BBC / HRB / Nukem
  14. ↑ Die Zeit 22 martie 1974 http://www.zeit.de/1974/13/was-eva-trennt-heizt-adam-an/seite-4
  15. ↑ Der Spiegel, 24/1986 din 9 iunie 1986, pagina 29, „Ecologic în zonele metropolitane” (accesat la 15 iunie 2011)
  16. ↑ Reactor de toriu în Hamm-Uentrop: Odată cu puterea nucleară și înapoi. FAZ Wirtschaft 23 aprilie 2011 http://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/wirtschaftspektiven/energiepolitik/thorium-reaktor-in-hamm-uentrop-einmal-atomkraft-und-zurueck-1627483.html
  17. ↑ a b c U. Kirchner, Reactorul la temperatură înaltă, Campus Research Vol. 667 (1991)
  18. ↑ Atomwirtschaft, mai 1989, p. 259
  19. ↑ a b c d R.Moormann despre informațiile Schollmeyer, document din 6 iunie 2016: http://www.reaktorpleite.de/images/stories/pdf/THTR-St%C3%B6rfall-Moormann.pdf
  20. ↑ Selectarea evenimentelor importante raportabile în: http://www.reaktorpleite.de/die-thtr-pannenserie.html
  21. ↑ www.reaktorpleite.de
  22. ↑ http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdoc/slac-pub-10429.pdf
  23. ↑ http://www.iaea.org/inisnkm/nkm/aws/htgr/fulltext/htr2004_h01.pdf
  24. ↑ http://www.patent-de.com/19970306/DE19547652C1.html
  25. ↑ a b Fapte, 21 octombrie 2004, paginile 61–64, Atomkraft, da, vă rog! - Fizicienii nucleari chinezi au reînviat tehnologia reactoarelor despre care se crede că a fost uitată (PDF; 5 MB)
  26. ↑ R. Bäumer: Subiecte selectate din funcționarea THTR 300 . VGB Kraftwerkstechnik 69 (1989) 158-64
  27. ↑ a b Der Spiegel, 8/1989 din 20 februarie 1989, pagina 103, „Este rău - proiectul ambițios al unui reactor de temperatură înaltă s-a încheiat - dar casarea este prea costisitoare”.
  28. ↑ Nature News, 23 februarie 2010 Reactorul nuclear cu pat de pietriș este tras (engleză)
  29. ↑ a b Der Spiegel, 24/1986 din 9 iunie 1986, pagina 28, „Ochii spumante - tipul reactorului cu ciocan a fost considerat a avea un viitor promițător - până la accidentul de la începutul lunii mai.”
  30. ↑ FAZ.NET, 31 martie 2011, reactor de testare la toriu: Cea mai frumoasă dintre mașini - dezbatere atomică
  31. ^ Die Zeit, 9 iunie 1986, Incident - dar cu cine? - Operatorul și ministerul se acuză reciproc
  32. ↑ https://www.landtag.nrw.de/portal/WWW/dokumentenarchiv/Dokument?Id=MMZ10%2F391
  33. ↑ a b Heske, Dr. Wahsweiler, Vey: Nota fișierului HKG L 55/86 (AZ 28c-28k-422-423-424) din 22 mai 1986, tabelul 4.1.
  34. ^ Orașul Hamm: măsurători de Dr. Grönemeyer în imediata vecinătate a THTR. Scrisoare către MWMT Düsseldorf din 12 iunie 1986. Referință: 32 / 321-0. Poate fi vizualizat conform UIG la MWEIMH, Düsseldorf
  35. ↑ http://www.reaktorpleite.de/component/content/article.html?id=424:thtr-rundbrief-nr-139-juni-2012
  36. ^ Declarație a Ministrului Economiei, Întreprinderilor Mici și Mijlocii și Tehnologiei din landtagul Renania de Nord-Westfalia în 4 iunie 1986, proces plenar 10-24
  37. ↑ Justificare pentru ordinul atomic din 3 iunie 1986 de către Ministrul Economiei, Întreprinderilor Mici și Mijlocii și Tehnologiei, prezentată în parlamentul de stat din Renania de Nord-Westfalia în 4 iunie 1986, procesul-verbal plenar 10-24
  38. ↑ a b c d e f g h i j k l Șablonul MWMV 10 / 561-1, august 1986 www.landtag.nrw.de
  39. ↑ a b Landtag NRW, protocol plenar 10/24 4 iunie 1986 https://www.landtag.nrw.de/portal/WWW/dokumentenarchiv/Dokument?Id=MMP10%2F24%7C1714%7C1727
  40. ↑ Lothar Hahn: Probleme de siguranță de bază cu reactorul la temperatură ridicată și deficite speciale cu THTR-300. Raport asupra THTR-300 (iunie 1986, online )
  41. ↑ https://www.wa.de/hamm/neue-vorwuerfe-thtr-hamm-radioaktiv-wolke-tschernobyl-genutzt-gefaehrliches-material-entsorgen-6417525.html
  42. ↑ Astrid Houben și Rainer Kellers: Hamm-Uentrop: Radiații eliberate intenționat? , WDR , 20 mai 2016
  43. ↑ http://www1.wdr.de/fernsehen/aktuelle-stunde/stoerfall-hamm-uentrop-zeitzeuge-schollmeyer-100.html
  44. ↑ https://www.neues-deutschland.de/artikel/1012479.atomreaktor-offenbar-radioaktivitaet-absichtlich-freigesetzt.html
  45. ↑ http://www1.wdr.de/nachrichten/ruhrgebiet/reaktor-stoerfall-wird-nicht-neu-untersucht-hamm-uentrop-100.html
  46. ↑ Raport privind studiul incidenței cancerului 2013
  47. ↑ http://www.berliner-kurier.de/panorama/25-jahre-nach-stilllege-mysterioes--krebs-rate-um-atomreaktor-in-hamm-gestiegen,7169224,25451972.html
  48. ↑ http://www.ksta.de/gesundheit/-atomreaktor-erhoehte-krebsrate-in-hamm-uentrop,15938564,25451008.html
  49. ↑ a b c Der Spiegel, 29/1989 din 17 iulie 1989, pagina 74, Ruină nucleară Hamm: plătește Bonn demolarea?
  50. ↑ Bundestag German Printed Matter 11/5144 6 septembrie 1989 http://dipbt.bundestag.de/doc/btd/11/051/1105144.pdf
  51. ↑ NRW-Landtag, Comitetul Economic, reuniunea din 6 septembrie 1989, Proces-verbal MMA 10 / 1292_1-15
  52. ↑ Jülich va conduce demolarea reactorului. Jülich News 18 iulie 1989
  53. ↑ a b S. Plätzer și colab. Descărcarea miezului reactorului THTR și gestionarea combustibilului uzat al THTR-300 http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML0215/ML021510148.pdf
  54. ↑ R.Moormann: Dezastrul nuclear Jülich ( amintire din 11 martie 2014 în Arhiva Internet ), 8 martie 2014 (PDF)
  55. ↑ Alarmă de bombă atomică în Ahaus taz 28 august 2013 http://www.taz.de/1/archiv/digitaz/artikel/?ressort=wu&dig=2013%2F08%2F28%2Fa0074&cHash=e362eb9fdb88535799a9e1d062f20947
  56. ↑ http://www.reaktorpleite.de/images/stories/pdf/Waffentauglichkeit-Oct2014.pdf
  57. ↑ Rezumatul executivului Raport de evaluare a conformității - Deșeuri de grafit cu reactor la temperatură ridicată de toriu. (PDF; 37,5 kB) Autoritatea de dezafectare nucleară , Direcția de gestionare a deșeurilor radioactive, 5 martie 2010, accesată la 10 august 2019 .
  58. ^ German Atomic Forum e. V.: Raport anual 2008 - Timpul pentru responsabilitatea energetică . Berlin 2009, ISSN  1868-3630 . Pagina 32
  59. ↑ https://rp-online.de/nrw/akw-betreiber-will-keine-steuern-zahlen_aid-13519271 accesat la 28 aprilie 2011
  60. ↑ Hamm-Uentrop THTR: Cine plătește demolarea? https://www.youtube.com/watch?v=OqS4uz79gb8
  61. ↑ Parlamentul de stat din Renania de Nord-Westfalia, a 14-a perioadă electorală, depunere 14/2173, 17 octombrie 2008
  62. ↑ Timp de răcire de 50 de ani. În: sueddeutsche.de. 18 aprilie 2011, accesat la 16 martie 2018 .
  63. ↑ http://en.uatom.org/posts/8
  64. ^ Dezafectarea centralei nucleare la Fort St. Vrain. (PDF) (Nu mai este disponibil online.) Westinghouse Electric Company , februarie 2011, arhivat din original la 16 ianuarie 2016 ; accesat pe 10 august 2019 .
  65. ↑ http://www.wsw-online.de/fileadmin/Unternehmen/Geschaeftsberichte/WSW_GB_2012.pdf
  66. ↑ a b Centrale nucleare verzi . În: Die Welt , 15 noiembrie 2008.
  67. ↑ Reiner Kümmel: A doua lege a economiei: energie, entropie și originile bogăției. Springer, Berlin 2011, ISBN 978-1-4419-9364-9 . P. 80f.
  68. ↑ Klaus Traube: Trebuie să schimbăm? Rowohlt 1978. Subcapitolul p. 196: Succesul reactoarelor cu apă ușoară; Subcapitolul p. 206: Haosul perfect: Reactorul la temperatură ridicată
  69. ^ Acționar al GWH
  70. ↑ http://www.derwesten.de/nachrichten/element-aus-atomkraftwerk-bei-ebay-zu-ersteigern-id4280119.html
  71. ↑ http://www.wa.de/nachrichten/hamm/stadt-hamm/ominoese-kuegelchen-allen-probe-alten-kraftwerk-1778669.html
  72. ↑ [1]  ( pagina nu mai este disponibilă , căutare în arhive web )@ 1@ 2Șablon: Toter Link / www.lia.nrw.de
  73. ↑ [2]  ( pagina nu mai este disponibilă , căutare în arhive web )@ 1@ 2Șablon: Toter Link / www.lia.nrw.de
  74. ↑ http://www.reaktorpleite.de/thtr-rundbriefe-2012/432-thtr-rundbrief-nr-140-dezember-2012.html
  75. ↑ http://www.wa.de/nachrichten/kreis-soest/welver/gutachter-gabriel-kuegelchen-sind-radioaktiv-2666054.html
  76. ↑ Rene Benden: Cercetări privind reactoarele HT înainte de sfârșit. 14 mai 2014 http://www.aachener-nachrichten.de/lokales/region/forschung-an-ht-reaktoren-vor-dem-aus-1.826886
  77. ↑ http://www.ee.co.za/wp-content/uploads/legacy/Generation1a.pdf , accesat la 27 aprilie 2011
  78. ↑ PBMR Chronology ( Memento 12 noiembrie 2013 în Arhiva Internet ) accesat la 27 aprilie 2011
  79. ↑ http://www.issafrica.org/uploads/210.pdf , accesat la 27 aprilie 2011
  80. ↑ Centrale nucleare verzi, Hermann Josef Werhahn într-un interviu din 2008 https://www.welt.de/wissenschaft/article2725609/Gruene-Atomkraftwerke.html , accesat la 24 aprilie 2011
  81. ↑ Africa de Sud construiește un reactor 100% sigur cu pat de pietriș, http://www.solidaritaet.com/fusion/2006/1/fus0601-suedafrika.pdf , accesat la 24 aprilie 2011.
  82. ↑ http://www.tagesspiegel.de/zeitung/ein-haufen-energie/725170.html , accesat la 26 aprilie 2011
  83. ↑ Discurs al ministrului doamnei Thoben ( Memento din 18 ianuarie 2012 în Arhiva Internet ), accesat la 16 ianuarie 2016
  84. ↑ Sigurd Schulien: Chestiunea energiei este o chestiune de supraviețuire https://web.archive.org/web/20130118075552/http://www.terra-kurier.de/Energiefrage.htm
  85. ↑ Cum a ajuns Germania să renunțe la baza sa energetică internă? Pelerină. 3: HTR pentru gazificarea cărbunelui. Scrisori Hut octombrie / noiembrie 2005
  86. ↑ U.Cleve, The technology of high temperature reactors, atomwirtschaft Heft 12 (2009), vezi http://www.buerger-fuer-technik.de/body_technik_der_hoch Temperaturreak1.html , accesat la 16 ianuarie 2016
  87. ^ Film pe Youtube
  88. ↑ Tehnologia THTR 300 în cifre, editor: Hoch Temperatur-Kernkraftwerk GmbH, Hamm, 1989
  89. ↑ Sistemul de Informații Puterea reactorului din AIEA : „Germania, Republica Federală: Reactori Nucleari Energetici“ ( în engleză)
  90. ↑ Martin Volkmer: Cunoașterea de bază a energiei nucleare . Cercul de informații KernEnergie, Berlin iunie 2007, ISBN 3-926956-44-5 . Pagina 49
  91. ↑ Broșură reactoare la temperatură înaltă Publicație BBC / HRB nr. D HRB 1033 87 D, pagina 6