Väikeste moodulreaktorite ohutusparameetrid

ALLAN VRAGER FERMI ENERGIA OÜ LEPINGULINE PARTNER

Eestisse kaalumisel olevad reaktoridIII+põlvkonna reaktorid:

•NuScale PowerModule™SMR– PWRehk surveveereaktor

•GEHitachiNuclearEnergyBWRX-300– BWRehk keevveereaktor

IVpõlvkonna reaktorid:

•Moltex EnergyLtd.StableSaltReactorSSR-300W- sulasoolareaktor

•TerrestrialEnergyInc.IntegralMoltenSaltReactorIMSR-400- sulasoolareaktor

Mõned ohutusalased terminid• Aktiivsed ohutussüsteemid (activesafety)- käivitumiseksjatöötamiseksvajavälisttoiteallikat,jõudu,käivitavattegevust

võisignaali.

• Passivsed ohutussüsteemid (passivesafety)– käivitumiseksjatöötamiseksonvajaainultfüüsikaseadustetoimimist.

• Olemuslikturvalisus(inherentsafety)- reaktorilonmingiomadus,misvälistabteatudtüüpiõnnetuse.

• Konstruktsioonisttulenevturvalisus(safety-by-design) - reaktorileonlisatudmingiteadlikultkonstrueeritudlahendus,

mistekitabsarnaseefekti naguolemuslikuturvalisusekorral.

• Jahutaja kao õnnetus (loss-of-coolantaccident- LOCA)– reaktorist kaob jahutaja

Tegevused reaktori seiskamisel• Ahelreaktsiooniseiskamine– seiskamisvarrastesisestaminejaneutronmürkidelisaminejahutusvedelikku.

• Reaktorijahutamine- pealereaktoriseiskamistjätkubradioaktiivseteisotoopidelagunemine,millekäiguseraldub

soojust,kohepealerektoriseiskamistisegikuni7%reaktorisoojuslikustnimivõimsusest.Ajajooksulseevõimsus

väheneb,kuidsõltuvaltreaktorisolevastkütusekogusest,koostisestjareaktorikonstruktsioonistpeabreaktoritjahutama

isegiaastasadu.

Väikeste moodulreaktorite eelised ohutuses• Väikesem kütuse kogus reaktoris – vähem vaja jahutusvõimsust,lihtsam rakendada passiivset jahutust,võimalik ehitada

lõplikult passiivselt ohutut reaktorit,suure õnnetuse korral vähem radioaktiivset materjali,mis võib välja paiskuda.

• Väiksem avariiolukorraplaneerimisetsoon(EmergencyPlanningZoneEPR)– ligkaudujaamaterritooriumisuurunevs.suurelreaktorilkunipaarikümnekilomeetriraadiusega

• Väiksemsüsteemidearv– vähemvõimalusi,etmiskilähebkatki

• Väiksemtorustikejapumpadekogus- vähenebLOCAtekkimisetõenäosus

• Väiksemseismilinemahtjamass– maavärinatekorralpurustustetekkimisetõenäosusväiksem

• Väiksemadmõõtmed– materjalidefektidomavadväiksematmõjuohutuselejavalmistaminelihtsam

• Ehitatksemaaalla- vähendabvõimalikkefüüsilisikahjustusivälistestallikatest

• Ehitatakse tehsases – võimalik tagada paremat kvaliteeti ja kvaliteedi kontrolli

EPR-i olulisemad turvasüsteemid

Areva

BWRX-300

GE-Hitachi Nuclear Energy Proprietary Information – non-public information 14

Finding: Successful nuclear builds tend to have the following attributes: a) Completion of needed portions of the design prior to start of construction b) Development of a proven supply chain for nuclear steam supply system (NSSS) components and a skilled labor workforce

ESBWR design/licensing basis: Natural circulation … Isolation Condenser System cooling … codes & methods

Reaktor reaktorihoones Reaktor

Passiivne avariijahutus läbi isolaatorkondensaatori, vett jagub 7 päevaks

GE Hitachi Nuclear Energy

NuScale 12 reaktoriga jaama ristlõige

NuScale

Sulasoolareaktorite olulisemad eelised ohutuses• Reaktorilontugevnegatiivnetemperatuurikoefitsient- temperatuuritõusmiselreaktorisvähenebreaktorivõimsusja

800°Cjuuresonigasuguneahelrektsioonkatkenudisegiilmaseiskamisvarrastesisenemiseta.

• Lagunemissoojuseeemaldamisekspiisabreaktorikorpuseltvabakonvektsiooniteelsoojusekandumisestõhulejaselle

tagamisekseiolevajamingeidpumpiegavett.

• Enamusgaasilistestlõhustumiseltekkinudradioaktiivsetestisotoopidest(Cs-137jaI-131)jäävadsoolakoostisesse

keemiliseltseotutenaningõnnetusekorraleipaiskuksneedatmosfääriegalevikslaialemaa-alale.

• Soolonsuuresoojusmahtuvuseganingkeemistemperatuuron1500°Cjuures,seegalähebvägapaljuaegajaenergiat,

kunisoolkeemahakkaksjatekkiksolukordradioaktiivseteaurudejagaasidelevimiseks.Sedaeisaajuhtuda,sest

pidevalttoimibpassiivneõhugajahutamine,misonvõimelineviimaäratemperatuuritõstmisekskeemistemperatuurini

vajalikusoojuse.

• Reaktoreiolerõhuall,ainusrõhk,mistekibontingitudsoolapumpamisest.Tänuülerõhupuudumiseleeisaareaktor

plahvatadaegalekitadasuureskogusessoola.

• Õnnetusekorralpealereaktoristlekkimistsooljahtubjamuutubtahkeksningtemalevikseiskuks.

• Reaktoriskasutatvsooleiolekeemiliseltvägaaktiivneningõigetematerjalidekasutamisekorralonvälditudreaktori

seintekorrosioonisttekkivoht.

Moltex Energy SSR-300W tuumasaar

Moltex EnergyLtd

Terrestrial Energy Inc. IMSR-400

TerrestrialEnergyInc.

Core Damage Frequency (CDF) - reaktori kahjustumise sagedus

• Seeontõenäosuslikparameeter,mishindabkuisagedastivõibtoimudareaktorituumakahjustumistehkkütusevarrastesulamistreaktorisühereaktoritööaastakohta.

• ParimatelmoodsatelsuurtelgeneratrioonIII+reaktoritelonseealla10-7.

• Ajaloolistelandmetelpõhinedesolivahemikus1954kuni2011töötanudreaktoritelCDF7,6*10-4reaktoritööaastakohta.Selvahemikulkogunes582energeetiliselreaktorilligikaudu14400reaktoritöö-aastatningtuumasulamisioli11,

misteebühesulamiseiga1309aastatagant.

• ValikusolevatestneljastreaktoristonseemääratudainultNuScalel(10-10)ningvõibarvataetBWRX-iltuleksseeveidiväiksemkuitemasuurelvennalESBWR-il(1,7*10-8).

• Sulasoolareaktoriteleeisaasamametoodikagamäärata,sestkütusonreaktorisjubasulanudolekus

Tänan tähelepanu eest!