Usina nuclear THTR-300

Usina nuclear THTR-300
Torre de resfriamento a seco do THTR-300 (demolida em 1991)
Torre de resfriamento a seco do THTR-300 (demolida em 1991)
localização
Usina nuclear THTR-300 (North Rhine-Westphalia)
Usina nuclear THTR-300
Coordenadas 51 ° 40 ′ 45 "  N , 7 ° 58 ′ 18"  E Coordenadas: 51 ° 40 ′ 45 "  N , 7 ° 58 ′ 18"  E
País: Alemanha
dados
Proprietário: Usina nuclear de alta temperatura
Operador: Usina nuclear de alta temperatura
Início do projeto: 1971
Operação comercial: 1 de junho de 1987
Desligar: 29 de setembro de 1989

Reatores desativados (bruto):

1 (308 MW)
Energia alimentada em 1988: 294,63 GWh
Energia alimentada desde o comissionamento: 2.756 GWh
Local na rede Internet: Página Oficial
Estava em pé: 6 de outubro de 2006
A fonte de dados das respectivas entradas pode ser encontrada na documentação .
f1

O THTR-300 ( Thorium was - reator de alta temperatura ) é um reator de alta temperatura resfriado a hélio do tipo reator de leito de seixo em North Rhine-Westphalia Hamm com uma potência elétrica de 300  megawatts . O THTR é considerado um dos maiores desenvolvimentos indesejáveis ​​em projetos alemães dos últimos 55 anos.

Localização e uso

O reator estava localizado no distrito de Hamm-Uentrop ( distrito de Schmehausen ) da cidade de Hamm na Renânia do Norte-Vestfália nas terras da usina de Westfalen . Após o princípio de funcionamento do reator de alta temperatura em projeto de leito de seixo ter sido testado no reator de teste AVR (Jülich) , o THTR-300 foi construído como um protótipo para o uso comercial de reatores de alta temperatura (HTR). Foi colocado em operação em caráter experimental em 1983, entregue ao operador em 1987 e finalmente encerrado em setembro de 1989 por questões técnicas, de segurança e econômicas, após apenas 423 dias de operação em plena carga. Ele está atualmente em confinamento seguro .

Fundamentos físicos centrais do THTR

Geração de energia

Como em outros reatores nucleares, a energia é gerada por fissão nuclear , que é provocada por nêutrons térmicos e mantida de forma controlada como uma reação em cadeia . Grafite em vez de água serve como um moderador , semelhante ao britânico AGR ou o russo RBMK . No THTR, o grafite é o principal componente dos elementos combustíveis (veja abaixo ). Tal como acontece com outros tipos de reatores, a reação em cadeia é controlada por hastes de controle feitas de material de absorção de nêutrons. A peculiaridade do reator de alta temperatura de tório, no entanto, é que ele usa não apenas 235 U como combustível , mas também 233 U. Este é produzido a partir de 232 Th nos elementos de combustível durante a operação do reator em andamento e parcialmente consumido imediatamente.

Esperava-se que uma melhor utilização geral de combustíveis e materiais de reprodução do que em reatores de água leve, uma vez que os reatores moderados com grafite, por razões de física de nêutrons, em princípio permitem queimaduras maiores do que os reatores convencionais de água leve (embora menores que os de água pesada reatores moderados, como o tipo CANDU ). Os elementos de combustível HTR usados, no entanto, só permitiam uma combustão limitada devido a razões materiais-técnicas, de modo que a vantagem teórica dificilmente teve qualquer efeito. Para um ciclo de combustível fechado e ampla utilização de combustível e matéria-prima, o reprocessamento também teria sido necessário. Um processo THOREX para elementos de combustível contendo tório análogo ao processo de reprocessamento PUREX foi desenvolvido, mas nunca foi implementado em escala técnica; o processamento do combustível HTR, que consiste em partículas revestidas embebidas em grafite , seria muito caro.

O conceito de reator THTR possibilitou assim a utilização parcial do tório, muito mais abundante na terra do que o urânio, para a produção de energia. Os combustíveis que contêm tório também podem ser usados ​​em todos os outros tipos de reatores.

Se for usado tório, os elementos de combustível novo devem, por razões de física do reator, conter também material que pode ser usado em armas e que pode ser facilmente separado. No caso do THTR-300, era urânio, que foi enriquecido a 93% . Devido a este urânio para armas, os elementos de combustível THTR eram legalmente propriedade da UE ( Euratom ) e só foram disponibilizados ao operador THTR para consumo sob o controle da Euratom. Por causa do perigo de propagação de armas (perigo de proliferação ), o presidente dos Estados Unidos Jimmy Carter parou de distribuir urânio altamente enriquecido para reatores de alta temperatura já em 1977. Até então, cerca de 1300 kg de urânio altamente enriquecido haviam sido entregues à Alemanha para HTR. Essa decisão fez com que os conceitos de reator de leito de seixos desenvolvidos posteriormente se afastassem do tório e proporcionassem o uso de combustível de urânio pouco enriquecido (LEU). O próprio THTR só poderia ter sido convertido em combustível LEU com uma perda considerável de desempenho, o que afetou adversamente sua perspectiva econômica de médio prazo e provavelmente contribuiu para seu descomissionamento. Para não piorar o comportamento da reatividade no caso de acidentes com entrada de água, a carga de metal pesado dos elementos de combustível teria que ser reduzida de 11 g por elemento de combustível para combustível U / Th para menos de 8 g para combustível LEU.

Processo de criação

A conversão de tório em 233 U pode ser escrita como a seguinte fórmula:

Em palavras: um núcleo atômico 232 Th captura um nêutron térmico e assim se torna 233 Th. Isso decai com uma meia-vida de 22,2 minutos através do decaimento beta em 233 Pa ; Com meia-vida de quase 27 dias, esse núcleo muda para 233 U por meio de um decaimento beta adicional . O nêutron na fórmula acima vem do processo de fissão normal do 235 U contido no combustível ou, em menor extensão, da fissão do 233 U de reprodução. Isso corresponde à criação e combustão do plutônio ao usar 238 U como material reprodutivo no combustível padrão de reatores de água leve .

O THTR eclodiu 233 U, mas não foi um reator reprodutor porque eclodiu menos material físsil do que consumiu. A intenção original de desenvolver reatores de leito de seixo e especialmente o THTR-300 como criador de tório térmico falhou devido às perdas excessivas de nêutrons em HTR, entre outros. Devido à sua baixa densidade de potência: apenas um máximo de cerca de quatro por cento do inventário de tório THTR poderia ser usado para gerar energia, o que levou a uma contribuição de quase 30 por cento para a produção do reator; a maioria do tório nos elementos de combustível foi destinada à disposição final. O THTR trabalhou com uma taxa de cruzamento inferior a 0,5, o que dificilmente justifica sua caracterização como quase-criador ou upconverter .

Nesse ínterim, o tório está sendo discutido mais internacionalmente como material de reprodução. No entanto, os reatores de leito de seixo dificilmente estão envolvidos, uma vez que o uso eficiente de tório exigiria reatores reprodutores e reprocessamento ; ambos são praticamente impossíveis de alcançar com reatores de leito de seixos.

Conjuntos de combustível e núcleo do reator

No THTR-300, os elementos combustíveis contendo o material físsil e de procriação eram esferas com um diâmetro de seis centímetros e uma massa de cerca de 200 g. Eles têm um invólucro externo, isento de combustível, feito de grafite com espessura de 5 mm. Dentro está o acima. Combustível na forma de aproximadamente 30.000 partículas revestidas (em inglês: partículas revestidas , veja bolas de Pac ) embutidas em uma matriz de grafite.

Partículas de revestimento duplo sem carboneto de silício foram usadas como esferas revestidas no THTR-300 ( BISO ). Em comparação com as partículas TRISO (partículas triplamente revestidas com carboneto de silício), estas já eram consideradas obsoletas por volta de 1980 , mas o uso de partículas TRISO no THTR-300 não era mais possível por motivos de aprovação técnica. Cada elemento combustível continha aproximadamente 1 g de 235 U e aproximadamente 10 g de 232 Th na forma de óxidos mistos de ambos os metais pesados.

A escolha de um elemento combustível de óxido misto acabou sendo um erro de projeto, uma vez que, ao contrário das expectativas originais, nenhum combustível utilizável pode ser recuperado quando ele é reprocessado: Em uma reação lateral à clivagem, 236 U é formado a partir de 235 U, que já não se separa do combustível incubado 233 U nas folhas de óxido misto . Por causa da seção transversal de captura comparativamente alta de 236 U para nêutrons térmicos, o urânio obtido do reprocessamento de elementos de combustível THTR-300 não era adequado para retornar ao THTR-300. As tentativas de usar partículas separadas de urânio e tório em vez de um óxido misto para ser capaz de obter 233 U puro durante o reprocessamento não foram além do estágio experimental ( conceito de alimentação / raça ) e a planta de reprocessamento JUPITER HTR completa em Jülich, portanto, nunca foi capaz de entrar em operação. Antes de serem usados ​​no THTR-300, cerca de 30.000 elementos de combustível do tipo THTR foram testados pelo Centro de Pesquisa Jülich no reator AVR .

O invólucro livre de combustível do conjunto de combustível, juntamente com a matriz de grafite, é responsável pela resistência mecânica do conjunto de combustível. A grafite apenas sublima a aproximadamente 3500 ° C, ou seja, H. O derretimento dos conjuntos de combustível é evitado até esta alta temperatura. No entanto, uma quantidade considerável de radioatividade é liberada dos elementos de combustível em temperaturas acima de 1600 ° C. No entanto, a preservação da estabilidade mecânica junto com a densidade de potência comparativamente baixa representa uma vantagem limitada relevante para a segurança em comparação com as barras de combustível normalmente usadas em reatores de água leve , que são mais propensas a superaquecimento. No entanto, os elementos esféricos de combustível do THTR-300 eram combustíveis (temperatura de ignição de aproximadamente 650 ° C) e um acidente com ar entrando no reator teria resultado em um incêndio de grafite com altos níveis de radioatividade sendo liberados. O vazamento do gerador de vapor com acesso de água / vapor ao núcleo teria levado a reações químicas com grafite com formação de gases inflamáveis ​​(hidrogênio e monóxido de carbono).

O reator THTR-300 não continha quaisquer suportes ou guias para os conjuntos de combustível, mas estes formaram um leito de seixos sob seu próprio peso (daí o nome de reator de leito de seixos ). Como resultado, este reator tinha a vantagem de que o núcleo conteria apenas materiais que pudessem resistir a temperaturas bem acima da temperatura de operação. No entanto, a pressão das hastes de absorção quando o reator foi desligado resultou em cargas mecânicas muito desiguais nas bolas, o que levou a fraturas das bolas e queima desiguais.

Após a remoção do núcleo, a queima, ou seja, H. determina o consumo de combustível nuclear em uma montagem de combustível. Como esta determinação no AVR Jülich não funcionou satisfatoriamente, um pequeno reator auxiliar com 3,9 kg de urânio altamente enriquecido (liga U / Al) foi usado no THTR-300, cuja produção aumentou após a inserção de uma esfera do elemento combustível de acordo com ao conteúdo do material físsil da bola. Dependendo da queima, as bolas devem ser removidas e devolvidas para a borda do núcleo ou para a área do eixo do núcleo.

O número de elementos operacionais (elementos de combustível, grafite e esferas absorvedoras) no núcleo THTR-300 era de 675.000. Matematicamente, uma temperatura máxima central de aproximadamente 1050 ° C foi atingida em operação normal. No centro, entretanto, as temperaturas eram provavelmente mais altas, como mostraram as medições nos fios de gás quente.

Princípio funcional do THTR

  1. No THTR-300, o hélio foi passado através do núcleo do reator no circuito primário sob uma pressão de aproximadamente 40 bar. O hélio, resfriado a 250 ° C pelos trocadores de calor (“gerador de vapor”), era sugado pelos ventiladores de gás de resfriamento acima do gerador de vapor e devolvido ao núcleo do reator. Como um gás nobre, o hélio tem a vantagem sobre a água transportadora de calor convencional de não reagir quimicamente com outros materiais, isto é, não causa corrosão , mesmo a temperaturas elevadas . No entanto, isso significa que os metais não podem formar camadas de óxido protetoras no hélio, o que significa que as impurezas liberadas do grafite têm efeitos corrosivos significativos nos metais. O hélio consiste principalmente de 4 He, que não pode ser convertido em substâncias radioativas. No entanto, o hélio natural contém pequenas quantidades de 3 He, que é facilmente convertido em trítio radioativo e, portanto, representou uma fonte essencial de trítio no THTR-300. A viscosidade de gases como o hélio aumenta com o aumento da temperatura, o que pode ter a consequência desvantajosa de que as áreas quentes são menos resfriadas.
  2. O hélio absorve a energia térmica do processo de fissão nuclear à medida que flui pelo reator e é bombeado para os trocadores de calor por ventiladores de gás de resfriamento em canais de gás quente . Nestes, a energia térmica é transferida para o circuito secundário, que é operado com água. O circuito primário e o circuito secundário são - como em um reator de água pressurizada - separados um do outro por paredes de tubos de metal, de modo que não há conexão entre o circuito primário radioativo e o circuito secundário quase não radioativo.
  3. O vapor produzido nos geradores de vapor flui através das linhas de vapor vivo para a seção de alta pressão de uma turbina a vapor, é então reaquecido nos geradores de vapor, então flui através das seções de média e baixa pressão de uma turbina a vapor e é finalmente resfriado no condensador pelo circuito de resfriamento real (circuito terciário) e como condensado (ou seja, água) para baixo. Este condensado é transportado das bombas principais de refrigerante (bombas de água) através dos pré-aquecedores para o desgaseificador com tanque de água de alimentação e realimentado para os geradores de vapor.
  4. O ciclo terciário não tem contato direto com o ciclo secundário. As bombas de água de resfriamento conduzem a água de resfriamento para a torre de resfriamento a seco, onde é resfriada em elementos de resfriamento fechados pela passagem do ar. A água resfriada dessa forma flui de volta para o condensador de superfície.

Construção e operação

Usina de Westfália com THTR no canto inferior direito

Houve um planejamento preliminar de 1962. A preparação de documentos prontos para construir para a usina nuclear THTR-300 ocorreu de 1966 a 1968 por um consórcio da BBC / Krupp , Euratom e Forschungszentrum Jülich , na época KFA Jülich, sob a direção de Rudolf Schulten . O trabalho de planejamento, portanto, já foi realizado paralelamente ao comissionamento do reator de leito de seixos AVR menor em Jülich, o que teve a consequência negativa de que a experiência operacional do AVR dificilmente poderia ser incorporada ao conceito THTR. Essa pressa no planejamento e no início da construção do THTR-300 deveu-se ao lançamento no mercado dos reatores de água leve no final da década de 1960 , com os quais se desejava recuperar o atraso. O proprietário do THTR-300 era a HKG Hoch Temperatur-Kernkraftwerk GmbH Hamm-Uentrop , fundada em 1968 , cujas empresas-mãe eram seis fornecedores regionais de eletricidade de médio e pequeno porte. O THTR-300 foi projetado como uma usina nuclear comercial para gerar energia elétrica e era comparável ao reator da usina nuclear Fort St. Vrain (não um reator de leito de seixos, mas um chamado HTR tipo bloco) no EUA . Como um vaso de pressão de aço do tamanho necessário não pôde ser construído, ele foi projetado como um vaso de concreto protendido hermético à prova de hélio e projetado para uma pressão interna de operação de cerca de 40  bar . A produção térmica do reator foi de 750  megawatts . Um consórcio formado pela BBC, Krupp Reaktorbau GmbH e Nukem foi contratado para construir a planta turnkey .

Cinco dias antes da planejada primeira cerimônia de inauguração em junho de 1971, a Krupp deixou o consórcio de construção e interrompeu suas atividades de reatores de leito de seixo, já que a gestão da empresa incluía havia sérias dúvidas sobre o conceito de reator de leito de seixo devido aos resultados operacionais do AVR (Jülich) agora disponíveis. Isso levou aos primeiros atrasos de 6 meses. Após a saída de Krupp, a BBC também considerou a mudança do conceito de leito de cascalho para o elemento combustível prismático menos exigente do HTR dos EUA, mas isso encontrou resistência de Jülich. Jülich não pôde evitar um planejamento extenso e até mesmo um procedimento de licenciamento para um HTR maior com elementos de combustível prismáticos, que seria erguido próximo ao THTR, começou em 1973, mas devido às dificuldades técnicas do HTR, estes foram abandonados após alguns anos a favor do planejamento de reatores de água pressurizada. Os cinco anos de construção previstos e contratualmente estipulados para o THTR passaram a ser 15 anos devido a problemas técnicos e requisitos mais rígidos. O governo federal arcou com 63% e o estado da Renânia do Norte-Vestfália com 11% dos custos de construção. A contribuição financeira através do subsídio ao investimento , que cobriu quase dez por cento dos custos de construção, também veio das receitas fiscais . A usina foi inaugurada pelo então Ministro Federal de Pesquisa, Heinz Riesenhuber, em 13 de setembro de 1983 e foi comissionada pela primeira vez com uma reação em cadeia autossustentável . Tantos problemas surgiram durante a fase de comissionamento que a Stadtwerke Bremen cedeu sua parte do THTR-300 ao principal acionista da HKG, United Electricity Works Westphalia (VEW) por um preço simbólico de 1 DM , a fim de evitar o risco de responsabilidade. Pouco depois, houve outras tentativas, embora sem sucesso, de acionistas minoritários (incluindo Stadtwerke Bielefeld e Wuppertal) de vender suas ações ou transferi-las para a VEW. A licença parcial da autoridade de licenciamento nuclear para operação regular só foi concedida em 9 de abril de 1985. O THTR não recebeu uma licença de operação permanente, mas uma licença de operação limitada a 1100 dias de carga total ou até 1992, o mais tardar, que poderia ter sido convertida em uma licença de operação permanente após uma operação de teste de desempenho bem-sucedida. Além disso, um conceito de descarte de elemento de combustível coerente deveria ter sido apresentado após 600 dias de operação em plena carga. A primeira eletricidade foi fornecida à rede em 16 de novembro de 1985. Por causa das interrupções consideráveis ​​já na fase de comissionamento, a HKG recusou-se a assumir a planta até 1º de junho de 1987.

De 1985 até seu descomissionamento em 1989, o THTR-300 registrou apenas 16.410 horas de operação com uma produção de energia elétrica de 2.756.000 MWh (bruto: 2.881.000 MWh). Isso corresponde a 423 dias de carga total. A disponibilidade de trabalho de pelo menos 70 por cento necessária para uma operação econômica não foi alcançada em nenhum ano operacional (1988: 41 por cento). Existia uma garantia de compra da eletricidade gerada no THTR a um preço baseado na geração de carvão duro, que na altura era cerca de 40% superior ao preço de compra dos reactores de água leve ; isso deve ser interpretado como subsídio adicional do THTR.

Em 1982, um grupo de empresas de Brown, Boveri & Cie. e Hoch Temperatur Reaktorbau GmbH (HRB) com o HTR-500 um sucessor do THTR-300 com uma saída térmica de 1.250 megawatts e uma saída elétrica de 500 megawatts. Houve um procedimento de aprovação, mas a indústria de eletricidade rejeitou um contrato de construção devido aos custos de instalação significativamente mais elevados em comparação com os reatores de água leve. Além do THTR-300, a usina nuclear de Hamm seria construída. No entanto, o plano foi rejeitado. Nas imediações do THTR-300 está a usina de Westfália para gerar eletricidade a partir do carvão.

Problemas e incidentes

Incidentes (de acordo com a classificação INES da IAEA : ≥ 2, que só foi introduzido em 1990 após o desligamento do THTR : ≥ 2) não ocorreram no THTR-300 de acordo com as informações fornecidas pela autoridade supervisora ​​nuclear. Isso é posto em dúvida pelo movimento ambientalista, que suspeita de uma liberação deliberada durante os eventos de 4 de maio de 1986 (veja aqui ), que poderia ser significativamente maior do que se admitia anteriormente e que poderia ser classificada como um acidente. Os mais de 120 eventos relatáveis ​​conhecidos com apenas 423 dias de operação em plena carga foram frequentemente considerados como evidência da imaturidade da tecnologia de leito de seixos. A falha do sensor de umidade relevante para a segurança em 7 de setembro de 1985 foi atribuída à segunda categoria B de relatório mais alta válida na época. O THTR-300 foi originalmente considerado muito mais à prova de acidentes do que outros tipos de reatores, devido ao princípio funcional em que não pode ocorrer fusão do núcleo . No entanto, já em 1984, o Instituto de Pesquisa de Segurança Nuclear em Forschungszentrum Jülich mostrou que uma perda de refrigerante no THTR-300 leva a temperaturas muito altas (2300 ° C), o que resulta em uma liberação maciça de radioatividade, mesmo sem um colapso do núcleo . O tanque de concreto protendido também se mostrou desvantajoso, pois o concreto se decompõe quando aquecido, liberando vapor d'água e o vapor d'água resultante reage quimicamente com o grafite quente. Uma opinião de especialista do governo estadual de NRW de 1988, que foi mantida em sigilo por um longo tempo, certificou que o THTR-300 até representava um risco de fuga nuclear em caso de entrada de água devido a rompimentos de tubos do gerador de vapor , incluindo cenários semelhantes a o desastre nuclear de Chernobyl . Essa semelhança com o reator nuclear de Chernobyl é causada pelo uso de grafite como moderador em ambos os tipos de reatores. Os defensores da tecnologia de leito de seixos não puderam refutar este relatório no decorrer das investigações do grupo de especialistas AVR .

Também houve problemas de segurança operacional. Entre outras coisas, as hastes de desligamento, que foram empurradas para o seixo de cima, causaram quebras muito mais frequentes do que o calculado nos conjuntos de combustível. Um total de 25.000 conjuntos de combustível danificados foram encontrados, o que era cerca de mil vezes o que era esperado para 40 anos de operação. Em 1988, a cada seis semanas de operação, o reator teve que ser desligado e operado frio por pelo menos uma semana, a fim de remover os elementos de combustível defeituosos do recipiente coletor. A alta taxa de quebra foi provavelmente uma consequência das propriedades de fricção desfavoráveis ​​do hélio, que não foram investigadas adequadamente para o THTR-300. O atrito das hastes absorvedoras poderia ser reduzido alimentando-se com amônia , mas isso levava a uma taxa inadmissivelmente alta de corrosão nos componentes metálicos. A fratura da bola resultante ameaçava piorar o resfriamento do reator ao entupir os orifícios do gás de resfriamento no refletor do piso; Para quaisquer sistemas futuros, foi proposto um projeto que deveria ser menos sujeito a entupimento.

Em 23 de novembro de 1985, 7 hastes de desligamento não foram totalmente inseridas ao tentar desligar o reator, mas ficaram presas na pedra porque não havia alimentação de amônia. O isolamento do concreto era inadequado em alguns pontos, de modo que ficava muito quente; o reparo não foi possível e a área danificada teve que ser inspecionada regularmente, o que tornou necessário desligar o reator todas as vezes. Por causa dos problemas de fricção já mencionados e possivelmente também da quebra da bola, as bolas não fluíram como esperado, mas no centro por um fator de 5 a 10 mais rápido do que na borda. Isso fez com que o reator no centro inferior ficasse pelo menos 150 ° C muito quente.

Presumivelmente, devido a fios de gás excessivamente quentes, 36 parafusos de retenção da linha de gás quente foram danificados de tal forma que quebraram em 1988; tarugos de grafite individuais na área do reator de cerâmica também falharam. Não foi possível reparar os danos nos parafusos e buchas. A retirada da bola só era possível com desempenho reduzido e, portanto, só poderia ser realizada aos domingos. Além disso, a fabricação dos elementos esféricos de combustível não era garantida e seu reprocessamento não era possível. Portanto, os reatores de alta temperatura na África do Sul , que já foram abandonados, foram planejados sem reprocessamento; esta desvantagem deve ser parcialmente compensada por uma queima ligeiramente maior em comparação com reatores com moderação de água leve e, portanto, melhor aproveitamento do combustível nuclear disponível .

Emissão de aerossóis radioativos em 4 de maio de 1986, imediatamente após o acidente de Chernobyl

Um evento relatável com a liberação de radioatividade em 4 de maio de 1986 ocorreu logo após a precipitação radioativa do acidente de Chernobyl cair sobre Hamm. As emissões do THTR inicialmente não foram percebidas. No entanto, um informante anônimo da força de trabalho do THTR-300 informou as autoridades de supervisão e grupos ambientais sobre uma emissão radioativa oculta em 4 de maio de 1986. A operadora negou qualquer irregularidade em uma carta expressa datada de 12 de maio de 1986 a todos os membros do parlamento estadual NRW. Somente quando uma concentração excepcionalmente alta de 233 Pa foi detectada no ar de exaustão da chaminé do THTR-300, que não poderia vir de Chernobyl, mas apenas do tório de elementos combustíveis quebrados do THTR-300, gradualmente ficou claro que era do THTR-300 emissões radioativas significativas devem ter sido lançadas na área. De acordo com investigações internas da HKG, mais de 40% da atividade liberada atribuível ao THTR foi de 233 Pa. Em 30 de maio de 1986, o Öko-Institut afirmou que cerca de 75 por cento da atividade perto do THTR era devido ao próprio THTR. Um pouco mais tarde, Dietrich Grönemeyer relatou altas liberações do THTR às autoridades. Em 3 de junho de 1986, o THTR foi fechado por uma diretiva de lei nuclear da autoridade supervisora ​​de Düsseldorf até que fosse esclarecido. A instrução foi necessária porque os operadores THTR não queriam abrir mão voluntariamente de uma reinicialização. No mesmo dia, os operadores afirmaram finalmente que a causa da liberação de radioatividade era um mau funcionamento do sistema de carga do reator, mas rejeitaram as alegações do Öko-Institut. Até então, os operadores alegaram que se tratava de uma descarga de radioatividade permissível e não reportável, ou seja, uma emissão em uma rota prevista para esse fim e abaixo dos valores-limite. Em contraste, as emissões em rotas não destinadas a este fim e / ou valores-limite acima são liberações notificáveis. O governo do estado da Renânia do Norte-Vestfália entendeu na época que se tratava de uma liberação reportável devido à rota de emissão, a qual não havia sido devidamente informada. A ordem de desativação foi revogada em 13 de junho de 1986 com condições.

Os críticos do THTR suspeitaram que o HKG havia escondido a emissão radioativa na esperança de que ela não pudesse ser detectada por causa da radioatividade de Chernobyl; O motivo do esconderijo pode ter sido que o incidente aponta para alguns pontos fracos nos reatores de leito de seixos, como poeira radioativa, seixos quebrados e uma falta de contenção de pressão total. Este incidente (em particular as supostas tentativas de ocultá-lo) e a intensa cobertura da mídia resultante piorou significativamente a imagem anteriormente positiva dos reatores de leito de seixo no público alemão. O físico Lothar Hahn afirmou em um relatório sobre a segurança do THTR-300 em junho de 1986 no contexto deste incidente: A conclusão já pode ser tirada hoje que a tecnologia do reator de leito de seixo falhou.

Resultados da investigação regulatória

A autoridade supervisora ​​em Düsseldorf começou em 30 de maio de 1986 com investigações intensivas sobre as emissões de aerossol em 4 de maio de 1986. Os resultados estão resumidos no relatório de proteção contra radiação do governo estadual de NRW para o 2º trimestre da seguinte forma:

Em 4 de maio de 1986, o sistema de carregamento dos elementos combustíveis não funcionava no modo automático, mas sim no modo manual, em desacordo com as regras de operação para introdução de elementos absorvedores. Um erro operacional levou a um mau funcionamento no fluxo do processo. Como resultado, a seção de alimentação do sistema de carregamento, que continha hélio contaminado com aerossóis radioativos, foi aliviada de pressão para a chaminé de exaustão, resultando na emissão de aerossóis radioativos pela chaminé de exaustão (150 m de altura).

A atividade do aerossol emitida em 4 de maio de 1986 não é maior que 2 * 10 8 Bq; Este valor é o resultado da avaliação do filtro de coleta de aerossol para todas as cargas em KW 18, a partir do qual a carga anterior dos efeitos do acidente do reator em Chernobyl deve ser deduzida para chegar ao valor das emissões causadas por a operação do THTR. Por causa do i.a. Dificuldades em determinar o conteúdo de Chernobyl no filtro devido à precisão limitada da medição, não é possível determinar claramente se os valores-limite aprovados para liberações de substâncias radioativas do THTR não foram ligeiramente excedidos.

Mesmo se for assumido, entretanto, que a emissão de 2 * 10 8 Bq é exclusivamente devida ao THTR, uma estimativa matemática da contaminação do solo resultaria em um valor de <1 Bq / m² no pior ponto de partida. Isto está a uma altura da chaminé de 150 me as condições meteorológicas de dispersão e deposição em 4 de maio de 1986 a uma distância de 2.000 a 3.000 m do THTR-300; uma prova metrológica desta contribuição de contaminação não é possível.

Os valores limite para o THTR são:

  • A emissão máxima permitida de aerossol totalizou mais de 180 dias consecutivos: 1,85 × 10 8 Bq
  • Emissão máxima permitida em um único dia: 0,74 × 10 8 Bq.

O avaliador da TÜV suspeita que esses valores-limite foram apenas subestimados. A autoridade assume as emissões de hélio no caso de uma liberação repentina de <0,5 m³. O evento não foi formalmente classificado como um incidente.

Incertezas e fraquezas da investigação regulatória

O relatório final menciona uma série de circunstâncias que podem ter prejudicado o valor informativo do relatório. Esses pontos fracos, sobretudo a interrupção temporária do registro dos dados de emissão pelo operador, ganham importância adicional devido às alegações posteriormente discutidas (2016) de um ex-funcionário do THTR de que a questão era deliberada, emissões intermitentes de aerossóis radioativos.

1. Aproximadamente ao mesmo tempo em que o relatório de perigo automático foi recebido na sala de controle do reator "Concentração de atividade de aerossol alta na chaminé" devido a uma emissão semelhante a um choque, o operador interrompeu o registro da atividade de aerossol emitida através do chaminé por um "período não mais claramente determinável". O operador justificou isso com medidas de "ajuste de tempo" no gravador. O operador anotou brevemente o processo no registro de medição. Durante este período, não há monitoramento da liberação da atividade do aerossol pela chaminé. A autoridade escreve: Já foi objetado que o registro de medição para a concentração da atividade do aerossol foi corrigido quando um valor aumentado foi exibido. Embora a autoridade supervisora ​​discuta a possibilidade de impostos adicionais sobre a atividade nesta janela de tempo em seu relatório final, ela acaba rejeitando isso. No entanto, levando em consideração todas as incertezas, as autoridades dizem: Uma determinação clara da liberação do aerossol em 4 de maio de 1986 não é possível.

2. A autoridade continua a reclamar do comportamento do operador: As medidas a serem tomadas de acordo com as regras de segurança ... quando a mensagem de perigo "concentração elevada de atividade aerossol" estiver pendente, nomeadamente a substituição imediata de um dos dois redundantes suspensos filtros de matéria (filtro semanal), o coletor de aerossol / iodo e sua reposição imediata Foram omitidas as medições no laboratório de proteção radiológica e a coleta adicional de amostra representativa para avaliação de gases nobres radioativos .

3. De acordo com as autoridades, o operador não documentou adequadamente os processos nos diários de bordo. Há uma breve entrada no registro de turnos sobre o mau funcionamento no sistema de carregamento, mas as autoridades criticam: Não foi encontrada uma entrada no registro de mau funcionamento . Quando a mensagem de alarme automático “alta concentração de atividade de aerossol na chaminé” foi recebida, as autoridades disseram: No registro de turno, entretanto, nem a mensagem de alarme nem o que foi iniciado pelo pessoal do turno são inseridos. A sequência de eventos assumida pela autoridade é, portanto, essencialmente baseada em entrevistas subsequentes com o pessoal e informações posteriores fornecidas pelo operador.

4. Problemas no sistema de carga foram relatados à autoridade supervisora ​​em 8 de maio de 1986, mas sem fazer referência ao relatório de perigo “alta concentração de atividade de aerossol na chaminé”. Segundo a operadora, isso se deve ao fato de não ter sido reconhecida uma conexão entre as avarias no sistema de carregamento e as emissões simultâneas de aerossóis. Isso atrasou seu exame em várias semanas e os tornou consideravelmente mais difíceis ou possivelmente os tornou parcialmente impossíveis.

5. O alto nível de contaminação do solo devido ao acidente de Chernobyl só permitiu a determinação dos valores de imissão do THTR de forma limitada: De acordo com informações da autoridade supervisora ​​com base em cálculos de dispersão sobre a chaminé para a maioria o ponto de partida desfavorável foi para as condições meteorológicas sem chuva na noite de 4 de maio para uma emissão de 0,2 GBq de atividade emitida pela chaminé com atividades de aerossol de <1 Bq / m² esperadas; a contaminação do solo causada por Chernobyl na área de THTR, por outro lado, foi de até 10.000 Bq / m² de acordo com as autoridades.

6. O relatório final carece de informações importantes sobre as emissões de aerossóis, como o espectro de nuclídeos medido. Naquela época, documentos não publicados, mas agora acessíveis da investigação oficial, mostram que, de acordo com a operadora, as emissões de aerossol atribuíveis ao THTR (total 0,102 GBq), relacionadas à atividade, consistiam em 44% 233 Pa, 18% 60 Co, 10% 181 Hf. O restante foram exclusivamente produtos de ativação de aço. Os produtos de fissão encontrados não devem vir do THTR, mas da nuvem de Chernobyl. Segundo o operador, a elevada proporção de 233 Pa, um produto intermediário na incubação de 233 U de tório e, portanto, de combustível nuclear, é difícil de conciliar com a sequência de emissão de aerossol assumida pela autoridade: a autoridade assume que a maior parte do os aerossóis emitidos não vêm do circuito primário, mas das linhas de descarga para a chaminé.

Na opinião do movimento ambientalista, o seguinte fato é importante para a avaliação do relatório oficial: Em 2014, com base nas investigações de um grupo independente de especialistas nomeados pelo Forschungszentrum Jülich , ficou claro que a mesma autoridade fiscalizadora era responsável por o reator de leito de seixos AVR Jülich, o reator predecessor do THTR, apesar do bom conhecimento das circunstâncias, classificou um incidente possivelmente sério como um evento de importância subordinada relacionada à segurança (ver grupo de especialistas AVR ).

Relatórios de uma alegada liberação deliberada de radioatividade transmitida por aerossol em 4 de maio de 1986

O ex-gerente do THTR, Hermann Schollmeyer, afirmou em maio de 2016 que a liberação de aerossóis radioativos no meio ambiente foi deliberada. Algumas das esferas de grafite no reator foram danificadas principalmente como resultado de paradas repentinas; Poeira e partículas lascadas entupiram os canos. Os tubos teriam sido soprados para fora do circuito de resfriamento com gás hélio, os filtros necessários para isso já haviam sido encomendados e estavam disponíveis duas a três semanas depois. Após o acidente de Chernobyl, presumiu-se que soprar o ar sem um filtro passaria despercebido devido à contaminação radioativa já presente na área. O atual operador RWE e o gerente de operações da época contradiziam essa representação. O regulador anunciou que examinará cuidadosamente as novas denúncias sobre os eventos. O especialista em segurança para reatores de leito de seixos Rainer Moormann considera as informações de Schollmeyer plausíveis. Imediatamente após a liberação, houve relatos de que a emissão havia sido deliberada; esses relatórios foram discutidos no parlamento estadual NRW na época. O movimento ambientalista agora suspeita que a falha do equipamento de medição durante o incidente e a suposta remoção de muitos vestígios do incidente também foram deliberados e que as emissões radioativas podem ser maiores do que se supunha anteriormente. Ela pediu esclarecimentos - também por meio de canais parlamentares. Moormann apresentou um documento que parece confirmar partes das declarações de Schollmeyer. O Ministro responsável da Renânia do Norte-Vestfália declarou em 15 de junho de 2016 que não havia evidências para as alegações de Schollmeyer; Ele recusou mais investigações.

Câncer de tireoide nas proximidades do THTR-300

Em 2013, tornou-se conhecido por meio de uma investigação oficial que nas proximidades do THTR-300 havia “taxas estatisticamente aumentadas de câncer de tireoide em mulheres (e não em homens) nos anos de 2008-2010”. O estudo não vê nenhuma evidência concreta para o THTR como a causa e suspeita de um "efeito de rastreamento" de exames de rastreamento de câncer mais frequentes. Esta avaliação é contrariada por partes do movimento ambientalista. O estudo da incidência de câncer foi originalmente solicitado pelo movimento ambientalista devido às incertezas que cercam a radioatividade emitida no incidente de 4 de maio de 1986.

Descomissionamento e confinamento seguro

Durante a fase de paralisação de setembro de 1988 devido a parafusos de retenção quebrados na linha de gás quente, a HKG apresentou um "pedido de descomissionamento preventivo" aos governos federal e estadual da Renânia do Norte-Vestfália no final de novembro de 1988, a fim de chamar a atenção para seus situação financeira precária O THTR-300 acabou apresentando déficit elevado e as reservas financeiras de HKG estavam em grande parte exauridas. Embora o acordo de compartilhamento de risco para o THTR previsse que o setor público assumisse 90% das perdas operacionais nos primeiros três anos de operação, essa taxa de transferência caiu para 70% depois disso. Sem uma solução permanente para esses problemas financeiros, a autoridade supervisora ​​não viu mais as condições para a continuidade da operação do THTR e o reator permaneceu desligado.
No verão de 1989, a HKG chegou à beira da insolvência e, uma vez que as empresas-mãe da HKG não queriam fazer nenhum pagamento adicional sem subsídios estaduais mais elevados, teve de ser apoiada pelo governo federal com 92 milhões de marcos alemães e pelo estado de Renânia do Norte-Vestfália com 65 milhões de marcos alemães. Além disso, a fábrica de elementos de combustível THTR em Hanau foi fechada em 1988 por razões de segurança.

Uma vez que os EUA não mais forneciam urânio altamente enriquecido (e, portanto, adequado para armas) para as operações THTR, o reator teria de ser convertido em urânio pouco enriquecido com nenhuma ou reduzida adição de tório. Isso exigiria um novo procedimento de aprovação com um resultado incerto e resultaria em uma redução considerável no desempenho. Portanto, essa opção foi logo abandonada e com as reservas existentes apenas o combustível padrão estava disponível para bons dois anos de operação. Devido ao considerável risco econômico da operação THTR, a operadora considerou que reservas adicionais de 650 milhões de DM seriam necessárias mesmo para uma operação de eliminação progressiva de dois anos, uma vez que um aumento correspondente nos déficits era esperado até 1991 e apenas até agora estavam presentes reservas muito pequenas para eliminação. O CEO do principal acionista da HKG, VEW Klaus Knizia, até falou a favor de um rápido desligamento do THTR para que o desenvolvimento do HTR como um todo não fosse sobrecarregado por interrupções adicionais no THTR. A empresa de auditoria Treuarbeit AG também divulgou uma previsão econômica desfavorável de médio prazo para o THTR-300.
As negociações entre o governo federal, o estado da Renânia do Norte-Vestfália e a indústria de eletricidade sobre essas reservas fracassaram porque nem o estado da Renânia do Norte-Vestfália nem a indústria de eletricidade quiseram fazer contribuições significativas para elas. Devido a considerações econômicas, técnicas e de segurança, bem como ao minguante interesse da indústria de energia em reatores de leito de seixos, o descomissionamento do THTR-300 foi então decidido em 1 de setembro de 1989, que foi então solicitado pelo HKG ao supervisor autoridade em 26 de setembro de 1989, de acordo com a Lei de Energia Atômica.

Em 1989, o HKG propôs aos governos federal e estadual da Renânia do Norte-Vestfália que o THTR fosse transferido para o Centro de Pesquisa de Jülich para desmontagem após ter sido encerrado com segurança. No entanto, uma vez que isso equivaleria, de facto, a uma transferência da responsabilidade pela eliminação, a proposta não foi implementada.
De outubro de 1993 a abril de 1995, os elementos de combustível gastos, intactos e quebrados foram transportados em 305 invólucros de elementos de combustível do tipo Castor para a instalação de armazenamento do barril de transporte Ahaus ; dois rodízios contêm os elementos de combustível do reator auxiliar THTR para medição de queima. Devido ao curto tempo de operação, apenas uma queima média do elemento combustível de aproximadamente 5,2 por cento fima foi alcançada (valor alvo 11,4 por cento fima). O urânio altamente enriquecido é, portanto, apenas consumido de forma incompleta e um risco claro de proliferação deve ser assumido com os elementos de combustível THTR descarregados: De acordo com os cálculos de Moormann, o urânio altamente enriquecido não utilizado deveria ser suficiente para cerca de seis a doze bombas atômicas de Hiroshima modelo. Suspeita-se que aproximadamente 1 a 1,6 kg de material físsil (correspondendo a 2.000 a 3.000 elementos de combustível) estejam no reator.

Os 362.000 novos elementos de combustível THTR não utilizados foram processados ​​na planta de reprocessamento escocesa de Dounreay , o urânio altamente enriquecido foi devolvido à Alemanha e usado no reator de pesquisa de Munique II . O próprio reator foi transferido para o chamado " recinto seguro " em 1997 e continua a gerar custos anuais de 6,5 milhões de euros. Embora esses custos tenham sido suportados exclusivamente pelo erário público até 2009, os proprietários receberam incentivos fiscais da UE para o fechamento; Uma controvérsia política surgiu em 2011 sobre um pedido em andamento para estender esses incentivos fiscais.
O reator ainda contém aproximadamente 390 toneladas de componentes da planta radioativa, além do recipiente de concreto protendido parcialmente contaminado. Em dezembro de 2017, foi decidido iniciar a demolição em 2028, após a redução parcial da radioatividade, para a qual se estimam cerca de 20 anos. Em 2007, o proprietário estimou os custos de descarte sem armazenamento final em cerca de 350 milhões de euros, em 2011, foi de 1 bilhão de euros. A comparação com o similar US HTGR Fort St. Vrain (elementos de combustível prismáticos, 330 MW el ), que também foi encerrado após operação insatisfatória em 1988 e que foi desmontado e convertido em uma usina a gás em 1997 a um custo de 174 milhões de dólares, mostra as difíceis condições de desmontagem no THTR. Em 2012, a HKG tinha apenas fundos próprios de € 41,5 milhões. Devido à forma jurídica como GmbH, a responsabilidade direta dos acionistas da HKG para cobrir os custos de alienação não é possível, de modo que a suposição dos custos não é clara. Garantias ilimitadas já foram emitidas na área, por exemplo, pela Wuppertaler Stadtwerke (WSW) para a joint venture Hattingen. As possíveis consequências de assumir os custos para os serviços municipais e municípios envolvidos também não são claras, uma vez que alguns desses municípios são financeiramente pobres.

O físico econômico Reiner Kümmel cita em seu livro The Second Law of Economics o banqueiro e empresário Hermann Josef Werhahn, que, segundo sua própria avaliação, “acompanhou desde o início a tecnologia de reatores com elementos esféricos de combustível como consultor”, com o comunicado que a possibilidade de eletricidade e de geração de calor em sistemas comunitários descentralizados, o que contrariava os interesses comerciais dos grandes fornecedores de energia. Werhahn, no entanto, costuma sair com avaliações muito positivas, mas não comprovadas cientificamente do HTR, como "à prova de foguetes", "à prova de falhas", "à prova de invasores" ou "problema de armazenamento final resolvido".
O pesquisador ambiental Klaus Traube , por outro lado, vê o fracasso do HTR de leito de seixos na Alemanha devido à sua inferioridade técnica e de segurança em relação ao reator de água leve , uma vez que os reatores de alta temperatura representam um novo desenvolvimento dos militares. reatores de grafite para produção de plutônio, que são menos adequados como reatores de potência, enquanto LWR desde o início como reatores de potência projetados e otimizados.

Empresa operacional (a partir de 2010)

Elementos operacionais no comércio

Elementos operacionais grafíticos do THTR sem combustível nuclear já foram oferecidos no eBay . De acordo com o Ministério da Economia do NRW, elementos operacionais não irradiados e, portanto, não radioativos foram dados a coletores e partes interessadas quando o reator foi desligado. Até o momento, não há evidências de que elementos de combustível esféricos com combustível nuclear, ou seja, urânio altamente enriquecido para armas, também tenham sido usados ​​indevidamente. Todas as descobertas anteriores, em Forschungszentrum Jülich z. B. em aterros e esgotos, provou ser isento de combustível nuclear e não radioativo.

Microesferas no ambiente THTR

Em 2011, foram descobertas microesferas nas proximidades do THTR, algumas das quais semelhantes às partículas revestidas do THTR-300. Microesferas semelhantes desempenham um papel na discussão sobre o acúmulo de leucemia no Elbmarsch . Micropartículas semelhantes também foram encontradas nas proximidades de usinas que produziam combustíveis nucleares em Hanau . Devido às incertezas quanto à radioatividade emitida no incidente de 4 de maio de 1986 , surgiu a suspeita de que poderiam ser partículas do combustível do THTR-300. O combustível é incorporado ao grafite dos elementos do combustível na forma de partículas revestidas com um diâmetro inferior a 1 mm. O revestimento das partículas do elemento combustível com pirocarbono serve para reter os produtos da fissão. As análises feitas pelos escritórios de investigação do NRW não detectaram nenhum aumento de radioatividade nas microesferas. No entanto, foram feitas críticas aos métodos de medição utilizados pelos gabinetes de investigação.

Efeitos do desligamento precoce no desenvolvimento do HTR

Os problemas e o desligamento do THTR-300 levaram ao extenso desenvolvimento do reator de leito de seixo na Alemanha. Negociações para o lançamento no mercado do módulo HTR (200 MW th ) desenvolvido pela Siemens com a empresa química Hoechst , a combinação química Leuna / GDR, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos (para uma planta de produção de trítio para bombas de hidrogênio ) e a A União Soviética falhou no contexto do THTR -300; um procedimento de aprovação independente da localização para o módulo HTR na Baixa Saxônia foi cancelado sem resultado pela requerente, a empresa de energia Brigitta & Elwerath , em 1988.
A empresa Hoch Temperatur-Reaktorbau (HRB) foi então dissolvida, assim como as peças da empresa para o desenvolvimento de HTR na Siemens / Interatom, apenas uma pequena empresa permaneceu para comercializar o know-how HTR que havia sido acumulado. O desenvolvimento do elemento combustível na Nukem foi interrompido. A instalação de pesquisa nuclear de Jülich foi renomeada para Forschungszentrum Jülich e as áreas de pesquisa do HTR foram reduzidas a 50 pessoas em 1989, com um declínio constante até 2005; No entanto, o governo estadual NRW favorável ao HTR, que esteve no cargo de 2005 a 2010, fortaleceu a pesquisa do HTR novamente. Após uma longa discussão pública, o Conselho de Supervisão da Forschungszentrum Jülich decidiu apenas em maio de 2014 interromper a pesquisa de HTR em Jülich no final de 2014 e encerrar os bancos de teste.

A partir de 1988, apesar dos embargos à África do Sul e à China vigentes na época, os defensores da pilha de bolas conseguiram transferir seu know-how para esses países. Na África do Sul, um pequeno reator de leito de seixos (500 kW) foi originalmente planejado para fins militares (submarino nuclear), que pode ser visto em conexão com as armas nucleares do governo do apartheid . Após o fim do apartheid, tornou-se um projeto totalmente civil, que acabou fracassando em 2010.

Na China, um pequeno reator de leito de seixos (HTR-10) foi construído perto de Pequim . Desde 2005, o HTR-10 raramente entrou em operação, o que é atribuído à priorização do reator sucessor maior, o HTR-PM, pelos proponentes do leito de seixos, mas que os críticos associam a problemas técnicos com a circulação da bola.

Devido à atitude muito reservada dos fornecedores de energia alemães e da indústria de construção de reatores em relação aos reatores de leito de seixo, que é causada principalmente pela falha do THTR-300, não houve nenhum renascimento desta tecnologia na Alemanha após o THTR-300. No entanto, ainda há um lobby para reatores de leito de seixo na Alemanha. Proprietários do grupo Werhahn , do movimento LaRouche , políticos conservadores individuais, especialmente da Renânia do Norte-Vestfália, círculos conservadores nacionais, bem como o ex-político ambiental Fritz Vahrenholt e o economista Hans-Werner Sinn .

As tentativas deste lobby para reviver a tecnologia de leito de seixos após o desastre nuclear em Fukushima sob o lema “mude em vez de sair” (significando a mudança para reatores de leito de seixos supostamente seguros) fracassaram sem qualquer resposta apreciável. A avaliação do THTR-300 é controversa dentro do saguão: Enquanto um grupo admite que o THTR-300 teve grandes dificuldades técnicas e que teve um impacto no desligamento, além de exigir um conceito fundamentalmente diferente, outros veem o THTR-300 como um sucesso geral e falar de "desligamento induzido politicamente puro". No entanto, isso é contradito pelo fato de que nenhum novo reator de leito de seixos foi capaz de ser mantido em operação contínua em todo o mundo por anos.

Torre de resfriamento a seco

O THTR-300 estava equipado com a maior torre de resfriamento a seco do mundo na época . Em 10 de setembro de 1991, a torre de resfriamento explodiu. Usá-lo para a usina elétrica a carvão vizinha na Westfália não era prático, pois seus trocadores de calor ar-água se sujavam muito rapidamente, mesmo quando eram usados ​​para o THTR-300 no ambiente agrícola, de modo que a usina nuclear teve que ser operado em carga parcial às vezes entre os ciclos de limpeza. O plano de mantê-lo como monumento técnico fracassou devido aos custos.

Especificações técnicas
tipo de design Torre de resfriamento a seco
Diâmetro da base 141 m
Borda superior da jaqueta de rede de corda 147 m
Altura da abertura de entrada de ar 19 m
Altura do mastro 181 m
Diâmetro do mastro 7 m
Quantidade de água 31.720 m³ / hora
Temperatura da água quente 38,4 ° C
Temperatura da água fria 26,5 ° C

Dados do bloco do reator

Bloco do reator Tipo de reator
poder líquido
poder bruto		 início da construção
Sincronização de rede		 Comercialização
de operação essencial 		desligando o
processamento
THTR-300 Reator de alta temperatura de tório 296 MW 308 MW 1 ° de maio de 1971 16 de novembro de 1985 1 de junho de 1987 29 de setembro de 1988
Especificações técnicas THTR-300
Performance térmica 759,5 MW
energia elétrica 307,5 ​​MW
Eficiência 40,49%
Densidade de potência média 6 MW / m³
Altura / diâmetro do núcleo do reator 6 m / 5,6 m
Material físsil 235 U
Altura do vaso de pressão do reator 25,5 m
Diâmetro do vaso de pressão do reator 24,8 m
Massa do material físsil 344 kg
Material de reprodução 232 th
Massa do material reprodutivo 6400 kg
Parcela de material físsil no uso de metal pesado 5,4%
Material absorvente B 4 C
Refrigerante Ei
Temperatura de entrada 250 ° C
Temperatura de saída 750 ° C
pressão 39,2 bar (3,92 MPa)
Equipamento de trabalho H 2 O
Temperatura da água de alimentação 180 ° C
Temperatura do vapor vivo 530 ° C
Pressão de vapor ao vivo 177,5 bar (17,75 MPa)

crítica

Apesar de sua designação como reator de tório , o reator ganhou energia principalmente da fissão do urânio-235: embora seu combustível nuclear consistisse em 90% de tório, menos de 30% estava envolvido em sua produção de energia. Porque

  • a lucratividade inadequada (entre outras coisas porque os resultados operacionais do AVR Jülich não foram incluídos no processo de planejamento),
  • seu problemático fornecimento de combustível (devido a contratos rescindidos em 1977 pelo governo dos EUA com a EURATOM para o fornecimento de urânio altamente enriquecido (HEU) ),
  • os custos de construção muito elevados (excedendo os planos originais doze vezes),
  • seu período de construção excepcionalmente longo (16 anos),
  • a estabilidade de longo prazo inesperadamente baixa do vaso do reator de concreto,
  • sua suscetibilidade a falhas (distúrbios em média a cada três dias),
  • sua gestão problemática (incluindo tentativas de disfarçar incidentes) e
  • é insatisfatório (pausas regulares a cada seis semanas) e operação curta

é amplamente considerado como um dos maiores desastres técnicos na Alemanha do pós-guerra.

literatura

  • BG Brodda, E. Merz: Monitoramento cromatográfico gasoso do agente de extração no reprocessamento de elementos de combustível HTR. In: Fresenius 'Journal for Analytical Chemistry. 273, 1975, p. 113, doi : 10.1007 / BF00426269 .
  • Consideração para a continuação da linha de reatores de alta temperatura do ponto de vista da VEW. Palestra em 13 de novembro de 1981 no Ministério da Economia, Médias Empresas e Transportes do Estado da Renânia do Norte-Vestfália em Düsseldorf. In: História econômica da Vestefália. Fontes de economia, sociedade e tecnologia do século XVIII ao século XX. Editado por Karl-Peter Ellerbrock. Münster, 2017, ISBN 978-3-402-13171-8 , pp. 692-693.

Links da web

Commons : THTR-300  - coleção de fotos, vídeos e arquivos de áudio

Evidência individual

  1. ↑ Hertie School of Governance: Grandes projetos de infraestrutura na Alemanha: uma análise intersetorial (PDF; 1 MB), maio de 2015, página 17 (acessado em 6 de novembro de 2020)
  2. ↑ Westfälischer Anzeiger 13 de setembro de 2013 THTR: O túmulo de bilhões de dólares de Uentrop foi acessado em 13 de setembro http://www.wa.de/lokales/hamm/uentrop/thtr-millionengrab-hamm-uentrop-wird-jahre-3099260 .html 2013
  3. ↑ a b E. Merz, reprocessamento de combustíveis nucleares contendo tório à luz de ciclos de combustível seguros para proliferação, Naturwissenschaften 65 (1978) 424-31
  4. ↑ S. Brandes: O REATOR DE GLOBO PILHA COMO UM IRMÃO TÉRMICO. Relatório KFA Jül-474-RG (1967)
  5. ↑ a b Die Zeit 19 de julho de 1968 Criador alemão quente http://www.zeit.de/1968/29/heisser-deutscher-brueter
  6. ↑ E. Merz, H. Jauer, M.Laser: Estudo sobre o tratamento adicional de elementos de combustível irradiado de reatores de alta temperatura de tório com elementos de combustível esféricos. Relatório Juel-0943 (1973)
  7. ↑ a b J. Fassbender et al., Determinação das doses de radiação na vizinhança do THTR-300 como resultado de um suposto acidente de aquecimento central , relatório Juel-Spez 275 (1984)
  8. ↑ Rainer Moormann , Entrada de ar e queima de grafite em HTRs: Um levantamento de exames analíticos realizados com o código REACT / THERMIX, Forschungszentrum Jülich, relatório 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), Article ID 589747, 13 páginas, http://www.hindawi.com/journals/stni/ 2011/589747 / ref /
  10. ↑ D. Denig, Reatores de alta temperatura resfriados a gás, Thiemig Vlg. (1972)
  11. ↑ J. Quadakkers, Corrosão de ligas de alta temperatura no circuito primário de hélio de reatores resfriados a gás de alta temperatura. Materiais e corrosão 36 (1985) pp. 141-150 e 335-347
  12. ↑ http://www.thtr.de/aktuelles-ddu.htm
  13. ↑ Brochura Usina nuclear de 300 MW com reator de tório de alta temperatura (THTR-300) do HKG em Hamm-Uentrop do consórcio BBC / HRB / Nukem
  14. ↑ Die Zeit 22 de março de 1974 http://www.zeit.de/1974/13/was-eva-trennt-heizt-adam-an/seite-4
  15. ↑ Der Spiegel, 24/1986 de 9 de junho de 1986, página 29, “Ecologicamente correto nas áreas metropolitanas” (acesso em 15 de junho de 2011)
  16. ↑ Reator de tório em Hamm-Uentrop: Uma vez que a energia nuclear e de volta. FAZ Wirtschaft 23 de abril de 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, The High Temperature Reactor, Campus Research Vol. 667 (1991)
  18. ↑ Atomwirtschaft, maio de 1989, p. 259
  19. ↑ a b c d R.Moormann nas informações de Schollmeyer, documento de 6 de junho de 2016: http://www.reaktorpleite.de/images/stories/pdf/THTR-St%C3%B6rfall-Moormann.pdf
  20. ↑ Seleção de eventos relatáveis ​​importantes em: 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 Fatos, 21 de outubro de 2004, páginas 61–64, Atomkraft, sim, por favor! - Físicos nucleares chineses reviveram a tecnologia do reator que se acredita ter sido esquecida (PDF; 5 MB)
  26. ↑ R. Bäumer: Tópicos selecionados da operação do THTR 300 . VGB Kraftwerkstechnik 69 (1989) 158-64
  27. ↑ a b Der Spiegel, 8/1989 de 20 de fevereiro de 1989, página 103, "É ruim - o ambicioso projeto de um reator de alta temperatura acabou - mas o desmantelamento é muito caro."
  28. ↑ Nature News, 23 de fevereiro de 2010 Reator nuclear de leito de seixos é retirado (inglês)
  29. ↑ a b Der Spiegel, 24/1986 de 9 de junho de 1986, página 28, "Olhos brilhantes - o tipo de reator de martelo era considerado de futuro promissor - até o acidente no início de maio."
  30. ↑ FAZ.NET, 31 de março de 2011, reator de teste de tório: a mais bela das máquinas - debate atômico
  31. ^ Die Zeit, 9 de junho de 1986, Incidente - mas com quem? - A operadora e o ministério acusam-se mutuamente
  32. ↑ https://www.landtag.nrw.de/portal/WWW/dokumentenarchiv/Dokument?Id=MMZ10%2F391
  33. ↑ a b Heske, Dr. Wahsweiler, Vey: nota do arquivo HKG L 55/86 (AZ 28c-28k-422-423-424) de 22 de maio de 1986, tabela 4.1.
  34. ^ Cidade de Hamm: Medições pelo Dr. Grönemeyer nas imediações do THTR. Carta para MWMT Düsseldorf de 12 de junho de 1986. Referência: 32 / 321-0. Pode ser visto de acordo com UIG em MWEIMH, Düsseldorf
  35. ↑ http://www.reaktorpleite.de/component/content/article.html?id=424:thtr-rundbrief-nr-139-juni-2012
  36. ^ Declaração do Ministro da Economia, Pequenas e Médias Empresas e Tecnologia no Landtag de North Rhine-Westphalia em 4 de junho de 1986, atas plenárias 10-24
  37. ↑ Justificativa para a ordem atômica de 3 de junho de 1986 pelo Ministro da Economia, Pequenas e Médias Empresas e Tecnologia, apresentada no parlamento estadual da Renânia do Norte-Vestfália em 4 de junho de 1986, atas plenárias 10-24
  38. ↑ a b c d e f g h i j k l MWMV modelo 10 / 561-1, agosto de 1986 www.landtag.nrw.de
  39. ↑ a b Landtag NRW, protocolo plenário 24/10, 4 de junho de 1986 https://www.landtag.nrw.de/portal/WWW/dokumentenarchiv/Dokument?Id=MMP10%2F24%7C1714%7C1727
  40. ↑ Lothar Hahn: Problemas básicos de segurança com o reator de alta temperatura e déficits específicos com o THTR-300. Relatório sobre o THTR-300 (junho de 1986, online )
  41. ↑ https://www.wa.de/hamm/neue-vorwuerfe-thtr-hamm-radioaktiv-wolke-tschernobyl-genutzt-gefaehrliches-material-entsorgen-6417525.html
  42. ↑ Astrid Houben e Rainer Kellers: Hamm-Uentrop: Radiação liberada intencionalmente? , WDR , 20 de maio de 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. ↑ Relatório do estudo de incidência de câncer 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 de 17 de julho de 1989, página 74, Ruína nuclear de Hamm: Bonn paga pela demolição?
  50. ↑ Matéria impressa do Bundestag alemão 11/5144 6 de setembro de 1989 http://dipbt.bundestag.de/doc/btd/11/051/1105144.pdf
  51. ↑ NRW-Landtag, Comitê Econômico, reunião em 6 de setembro de 1989, Ata MMA 10 / 1292_1-15
  52. ↑ Jülich deve liderar a demolição do reator. Jülich News, 18 de julho de 1989
  53. ↑ a b S. Plätzer et al. Descarregamento do núcleo do reator THTR e gerenciamento de combustível irradiado do THTR-300 http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML0215/ML021510148.pdf
  54. ↑ R.Moormann: The Jülich nuclear debacle ( memento de 11 de março de 2014 no Internet Archive ), 8 de março de 2014 (PDF)
  55. ↑ Alarme de bomba atômica em Ahaus taz 28 de agosto de 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. ↑ Relatório de Avaliação de Carta de Conformidade do Resumo Executivo - Resíduos de Grafite do Reator de Alta Temperatura de Tório. (PDF; 37,5 kB) Nuclear Decommissioning Authority , Radioactive Waste Management Directorate, 5 de março de 2010, acessado em 10 de agosto de 2019 .
  58. ^ Fórum atômico alemão e. V.: Relatório Anual 2008 - Tempo para Responsabilidade Energética . Berlin 2009, ISSN  1868-3630 . Página 32
  59. ↑ https://rp-online.de/nrw/akw-betreiber-will-keine-steuern-zahlen_aid-13519271 acessado em 28 de abril de 2011
  60. ↑ Hamm-Uentrop THTR: Quem paga pela demolição? https://www.youtube.com/watch?v=OqS4uz79gb8
  61. ↑ Parlamento Estadual da Renânia do Norte-Vestfália, 14º período eleitoral, apresentação 14/2173, 17 de outubro de 2008
  62. ↑ Cooldown de 50 anos. In: sueddeutsche.de. 18 de abril de 2011, acessado em 16 de março de 2018 .
  63. ↑ http://en.uatom.org/posts/8
  64. ^ Desativação da central energética nuclear no forte St. Vrain. (PDF) (Não está mais disponível online.) Westinghouse Electric Company , fevereiro de 2011, arquivado do original em 16 de janeiro de 2016 ; acessado em 10 de agosto de 2019 .
  65. ↑ http://www.wsw-online.de/fileadmin/Unternehmen/Geschaeftsberichte/WSW_GB_2012.pdf
  66. ↑ a b Usinas nucleares verdes . In: Die Welt , 15 de novembro de 2008.
  67. ↑ Reiner Kümmel: A Segunda Lei da Economia: Energia, Entropia e as Origens da Riqueza. Springer, Berlin 2011, ISBN 978-1-4419-9364-9 . P. 80f.
  68. ↑ Klaus Traube: Precisamos trocar? Rowohlt 1978. Subcapítulo p.196: O sucesso dos reatores de água leve; Subcapítulo pág. 206: O caos perfeito: o reator de alta temperatura
  69. ^ Acionista da 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]  ( página não está mais disponível , pesquisa em arquivos da web )@ 1@ 2Modelo: Toter Link / www.lia.nrw.de
  73. ↑ [2]  ( página não está mais disponível , pesquisa em arquivos da web )@ 1@ 2Modelo: 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: Pesquisa em reatores HT antes do fim. 14 de maio de 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 , acessado em 27 de abril de 2011
  78. ↑ PBMR Chronology ( Memento de 12 de novembro de 2013 no Internet Archive ) acessado em 27 de abril de 2011
  79. ↑ http://www.issafrica.org/uploads/210.pdf , acessado em 27 de abril de 2011
  80. ↑ Usinas nucleares verdes, Hermann Josef Werhahn em uma entrevista de 2008 https://www.welt.de/wissenschaft/article2725609/Gruene-Atomkraftwerke.html , acessado em 24 de abril de 2011
  81. ↑ A África do Sul está construindo o reator de leito de seixos 100 por cento seguro, http://www.solidaritaet.com/fusion/2006/1/fus0601-suedafrika.pdf , acessado em 24 de abril de 2011.
  82. ↑ http://www.tagesspiegel.de/zeitung/ein-haufen-energie/725170.html , acessado em 26 de abril de 2011
  83. ↑ Discurso da Ministra Sra. Thoben ( Memento de 18 de janeiro de 2012 no Arquivo da Internet ), acessado em 16 de janeiro de 2016
  84. ↑ Sigurd Schulien: A questão da energia é uma questão de sobrevivência https://web.archive.org/web/20130118075552/http://www.terra-kurier.de/Energiefrage.htm
  85. ↑ Como alguém fez a Alemanha desistir de sua base energética doméstica. Capa. 3: O HTR para gaseificação de carvão. Cartas Hut outubro / novembro de 2005
  86. ↑ U.Cleve, The technology of high temperature reactors, atomwirtschaft Heft 12 (2009), consulte http://www.buerger-fuer-technik.de/body_technik_der_hoch Temperaturreak1.html , acessado em 16 de janeiro de 2016
  87. ^ Filme no Youtube
  88. ↑ A tecnologia do THTR 300 em números, editor: Hoch Temperatur-Kernkraftwerk GmbH, Hamm, 1989
  89. ↑ Sistema de Informação de Reatores de Energia da AIEA : "Alemanha, República Federal de: Reatores de Energia Nuclear" (inglês)
  90. ↑ Martin Volkmer: Conhecimentos básicos de energia nuclear . KernEnergie Information Circle, Berlin, junho de 2007, ISBN 3-926956-44-5 . Página 49
  91. ↑ Brochura de reatores de alta temperatura BBC / HRB publicação nº D HRB 1033 87 D, página 6