Paliwo UCS okładziny analizy awarii

21 Mar 1:05 pm


Original: http://www.davistownmuseum.org/cbm/RadxFailedFuelClad.html

Poniższy raport został niedawno umieszczono na środowisko Archiwum Historii Davistown Muzeum w wyniku niedawnego wniosku do LUW aktualne informacje na temat awarii okładzin paliw na amerykańskich NZP reaktorów nadzorowanych. Do naszej wiedzy ten raport UCS nie został wcześniej pisał w internecie. Raport ten zawiera jednak dodatkowe ważne informacje o wielu prekursorów, które mogą prowadzić do niewydolności pełnowartościowy okładzin paliwa, tj. utrata pastylek paliwowych z prętów paliwowych wewnątrz elementów paliwowych. Zrozumienie tych procesów może pomóc rzucić światło na awarie okładzin paliw na Yankee Maine Spółki Elektrowni Atomowej (MYAPC), które są udokumentowane przez poufne licencjobiorcy uzyskanych przez Centrum monitoringu biologicznego w styczniu 1999 roku. Wybór dokumentów poufnych MYAPC odnotowując granulki paliwa w filtrach próżniowych w basenie wypalonego paliwa został umieszczony na stronie internetowej RADNET. Dokumenty te nadal znaczenie dla procesu likwidacji obecnie w toku w Wiscasset: jak raport UCS jasno (ale bez wzmianki MYAPC niepowodzeń okładzin paliwa) awarie powstałe w ramach wykonywania brykietów paliwowych są rzadkie, a przynajmniej słabo udokumentowane. Fakt, że pastylki paliwowe były odkurzane z okolic na MYAPC basenie zużytego paliwa wyraźnie sugeruje loss-of-radiologiczne kontroluje wystąpił podczas operacji reaktorów skażających zarówno zbiornik reaktora i systemów wodnych reaktor z mass-zmarnowane paliwo pelet bazujące izotopów wypalonego paliwa. Strona RADNET zawiera liczne dokumenty, raporty, listy i punktu zerowego, które w całości rozpocząć proces dokumentowania awarii Elewacje paliwa przy MYAPC. Niestety, źle poinformowani decyzja pędzić przed siebie z fizycznym dekonstrukcji MYAPC obiektu przed dokumentowania termin źródłowy uwolnień okładzin paliw niepowodzenia utrudnia i zwiększa ostateczny wpływ tych niepowodzeń.

Union of Concerned Scientists
Potencjalne zagrożenie dla bezpieczeństwa jądrowego
Działanie Reactor Niepowodzenie Elewacje paliwa
02 kwiecień 1998
Washington Office: 1616 P Street NW Suite 310 Washington DC 20036-1495 · · · 202-332-0900 Fax: 202-332-0905
Cambridge Headquarters: Dwa Brattle Kwadrat · Cambridge MA 02238-9105 · 617-547-5552 · Fax: 617-864-9405
California Office: 2397 Shattuck Avenue Suite 203 · Berkeley CA 94704-1567 · 510-843-1872 · Fax: 510-843-3785

Union of Concerned naukowców zidentyfikował potencjalne zagrożenie bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych, które działają w małych pęknięć i dziur w rurki metalowe, zwany także okładziny, zawierające swoje paliwo. Siding paliwa jest istotne bariery pomiędzy wysoce radioaktywnych materiałów i środowiska. Z przeglądu dostępnej dokumentacji, UCS stwierdza, że ​​federalne przepisy wymagają ta bariera nienaruszone podczas pracy instalacji. Istnieje dobry powód, dla tych przepisów – społeczeństwo nie może być naruszone tak długo, jak okładziny paliwo pozostaje nienaruszona. Jeśli nie jest w stanie nienaruszonym, radioaktywność ukaże się do zakładu i środowiska. Takie uwolnienie może mieć wpływ na zdrowie pracowników roślin oraz członków społeczeństwa. Ponadto, pręty paliwowe z zdegradowanego okładziny może rozpadną się podczas wypadku i zapobiegać urządzeń bezpieczeństwa funkcjonowania. Mimo tych konsekwencji potencjalnie poważnych elektrownie jądrowe działają rutynowo z wadliwym okładziny paliwa. W rzeczywistości, większość, jeśli nie wszystkie, jądrowe działały z uszkodzoną okładziny paliwa.

UCS zaleca Nuclear Regulatory Commission (NRC) egzekwowania federalnych przepisów, które zakazują elektrowni jądrowych z eksploatacji z wadliwym okładziny paliwa. Przepisy te pozwalają NRC umożliwienia jądrowe działać z wadliwym okładziny paliwa, ale tylko wtedy, gdy ich dopuszczalne granice właściciele ustalić na podstawie badań zarówno normalnych warunków pracy i awarii. Dopóki te kwestie bezpieczeństwa są rozwiązywane, UCS uważa elektrownie jądrowe pracujące z awariami okładzin paliwowych za potencjalnie niebezpieczne i się naruszenie przepisów federalnych.

Tło
W poniższych sekcjach opisano: projektowanie i licencjonowania baz wymagania dla elektrowni jądrowych, ich konkretne zastosowanie jądrowego wzorem paliwa; korzystanie z wielu barier w zakresie ochrony ludności; rola okładziny paliwa jako bariery; doświadczenia z awariami okładzin paliwa, oraz potencjalnych zagrożeń bezpieczeństwa w przypadku awarii okładzin paliw.

Podstawy projektowania i licencjonowania Wymagania
Projektowanie i zasady licencjonowania Wymagania ustanowić granice bezpiecznej eksploatacji, które są obsługiwane przez rozległe analiz bezpieczeństwa. Działa w granicach zapewnia wystarczającą pewność, że opinia publiczna jest chroniony, jeśli zdarzy się wypadek. Bezpieczeństwa lub niebezpieczeństwo działającego poza granicami nie został przeanalizowany. W rezultacie, może być margines bezpieczeństwa naruszona, gdy granice są skrzyżowane, zwiększa ryzyko dla społeczeństwa. Dlatego federalne przepisy nie zezwalają na instalacje do pracy w unanalyzed warunkach.

Projektowanie paliwa
Jądrowej są napędzane pręty paliwowe, które zawierają granulki dwutlenku uranu przybliżeniu wielkość i kształt dużej ołówek gumka ułożone w ciągu 12 do 14 stóp długości rur metalowych uszczelnione na końcach ze spawanym metalu caps.1 uproszczone rysunek przedstawia pręcika na fig. 1. Przewody paliwowe są również nazywane okładziny paliwa. Siding paliwa jest jak zbiornik gazu w samochodzie – jeśli zbiornik zostanie naruszona, wysoce niestabilne benzyna może rozlać się zagrażać bezpieczeństwu pasażerów i osób postronnych niewinnych, jak również poniżające środowiska. Gdy okładzina paliwo jest naruszona, wysoce radioaktywny materiał wylewa się zagrożenia dla bezpieczeństwa pracowników roślin i społeczeństwa.

Wszystkie działające amerykańskie elektrownie jądrowe używać elementów paliwowych zawierających kwadratowe tablice prętów paliwowych. Typowy zestaw paliwa jest przedstawiona na fig. 2.. Jak pokazano na rysunku, pręty paliwowe musi pozostać zapewnienie ogólnej strukturalnej integralności elementów paliwowych. Podstawy projektowania paliwa zapewnić “paliwa nie jest uszkodzony w wyniku normalnego działania i przewidywanych zdarzeniami operacyjnych.” 2 określenie “nie uszkodzone” stosowane zarówno NRC właścicieli elektrowni jądrowych i, oznacza, że ​​nie są pręty paliwowe uszkodzenia do miejsca, w którym będą fail.3 Zatem zasady projektowania paliwa zawiera wyraźnego wymogu okładziny paliwa pozostaje nienaruszona w czasie normalnej pracy.

Defense-in-Depth Bariery
Podział lub fissioning, atomów uranu w prętach paliwowych uwalnia energię, która podgrzewa wodę – energia jądrowa, że ​​uprawnienia roślin. Produkty uboczne w procesie rozszczepienia obejmuje radioaktywne gazów i ciał stałych. Pluton jest także produkowany przez reakcje jądrowe. Te materiały radioaktywne emitują promieniowanie gamma oraz cząstek alfa i beta, które mogą spowodować uszkodzenie ciała ludzkiego. Siding paliwa utrzymuje materiały radioaktywne zawarte. Jeżeli okładzina jest wadliwy, materiały radioaktywne wydostaną się do wody, która otacza i utrzymuje okładziny pręty paliwowe chłodzone. Woda zawarta jest w reaktorze w rurach i połączone z nim, które tworzą drugą barierę zawierać radioaktywny materiałów. Jeśli rury nie powiedzie, zanieczyszczona woda przelewa się do budynku szczelność reaktora. Reaktora i jej przewody znajdują się w budynku szczelność reaktora stanowi jeden trzecia barierę. Ponieważ budynek reaktora nie jest powstrzymywanie wycieku mocno, zmniejsza, ale nie eliminuje możliwość, że materiał radioaktywny będzie ucieczki. Figura 3 przedstawia uproszczony rysunek trzech barier.

Trzy bariery między materiału promieniotwórczego i środowiska oznacza, że ​​jedna bariera może być naruszone w czasie pracy instalacji, pozostawiając dwóch nienaruszonych barier w celu ochrony społeczeństwa. Jednakże, analizy bezpieczeństwa zakłada, że ​​wszystkie trzy bariery są nienaruszone przed jakimkolwiek wypadkiem. Załóżmy, że pęknięcie rury podłączone do łamania reaktora jedną z barier. Jeśli pęknięcie rury występuje, gdy okładzina paliwa jest uszkodzony, następnie dwa z barier są naruszone. Pozostałe bariery budynek powstrzymywanie reaktora tylko redukuje radioaktywnych uwalniana do środowiska. Tak więc wszystkie trzy bariery musi być nienaruszone podczas eksploatacji obiektów dla publiczności ma być chroniony.

Siding paliwa jest najważniejszym z trzech barier. Jeżeli okładzina paliwa pozostaje nienaruszona, a dwa pozostałe bariery może całkowicie zawieść i publiczne będą nadal chronione. Nienaruszone okładziny paliwo zawiera radioaktywnych gazów i ciał stałych i zapobiega ich uwolnieniu do atmosfery. Publiczne nie mogą być poszkodowani z katastrofie elektrowni atomowej w którym okładzina paliwa pozostaje nienaruszona. Ale, jak w następnym rozdziale wskazuje, elektrownie jądrowe działają rutynowo z tej ważnej bariery poważnie zdegradowanych.

Elewacje Doświadczenie paliwa Failure
Liczne awarie Siding paliwa z różnych przyczyn zostały zgłoszone w ciągu roku. Na przykład, woda płynie przez rdzeń reaktora spowodowane pręty paliwowe kołysać przodu i do tyłu. W tej sytuacji, pręty paliwowe wibracji od sieci (pokazane na fig. 2) i do uszkodzenia okładziny. W innych zakładach, gruzu w wodzie reaktora, takich jak płatki metalu z zardzewiałych rur, wniósł przeciwko siatce. Tarcie wibracji ten gruz uszkodził obudowę. Kolejna awaria wyniki tryb kiedy granulki paliwa rozwijać szybciej niż okładziny prętów paliwa (patrz rysunek 1), ponieważ ich wzrost temperatur. Grudki rozwijające rozciągnąć okładziny, czasami aż do pęknięcia lub dzieli. Wreszcie, spawy mocujące górny i dolny koniec podłącza się do płaszcza pręt paliwa (patrz rys. 1) były czasem uszkodzone, powodując wycieki otworkowe lub nawet pęknięcia do formy. Inne tryby awarii zostały doświadczył też. Wiele, jeśli nie wszystkie, elektrownie jądrowe, które doświadczyły niepowodzeń Elewacje paliw podczas ich życia. Kilka zakładów zlikwidowało wcześnie usunąć nieudane pręty paliwowe.

Przeciekające pręty paliwowe są wykrywane przez podwyższony poziom radioaktywności w reaktorze w ciekłych i gazowych releases.4 Nic dziwnego, że poziom radioaktywności wzrasta znacznie, gdy okładzina paliwo zawiedzie. Przyczyny niepowodzeń okładzin paliwa nie może być ustalona do roślin jest wyłączony i nieszczelne pręty paliwowe zbadane.

Następujące sprawozdania pokazują niedawne incydenty Elewacje paliwa awarii i to poważne wydarzenia.

Vermont Yankee roślina ostatnio pracuje z co najmniej jednej nieudanej pręcika wielu months.5 jego właścicieli wybrani do współpracy z wycieków (-ów) do zakładu następnej przerwy w zaplanowanym benzynowych na wiosnę 1998, a nie ponosić kosztów niezapowiedzianej zamknąć down.6 Jednostka Brunswick 1 zakład w Północnej Karolinie eksploatowane w 1997 roku paliw niepowodzeń okładzinowych, że jego właściciele tolerated.7 roślina Surry w Virginii również obsługiwane w 1997 roku nie udało paliwa cladding.8 Incydenty te pokazują, że elektrownie jądrowe nadal pracować z paliwem okładziny awarii.

Kilka lat temu, właściciel plażą elektrowni jądrowej w Wisconsin zanotowała znaczące wydarzenie, w którym “Siding paliwa był uszkodzony do tego stopnia, że ​​granulki paliwowe mogą być postrzegane przez otwór w platerowane. Jednak nie Pelety uciekł z rod “. Awaria pręt paliwa wykryto gdy poziom radioaktywności wody reaktora wzrosła do poziomu, który był “10 procent, które pozwoliły by [Point Beach elektrowni jądrowej koncesję].” 9 Innymi słowy, rośliny Koncesja pozwoliłaby mu będzie działał do dziewięciu innych podobnie nieudanych prętów paliwowych. To zdarzenie wskazuje, że ograniczenia dotyczące poziomu wody reaktorów radioaktywności są zbyt wysokie, aby uniemożliwić pracę z ziejącej dziury w okładziny prętów paliwowych.

W zakładzie Palisades w Michigan, trzy części złamanej pręcika odkryto w różnych częściach reaktora. Jeden segment, prawie 5 i pół metra długości, brakowało około jednej trzeciej jego pastylek paliwowych. Drugi segment, 4 ½ stóp długości, a trzeci segment, 1 ½ stóp długości, wydaje się zawierać wszystkie swoje paliwo pellets.10 To zdarzenie jest niepokojące, ponieważ wskazuje, jak kruchy okładzina może stać podczas normalnej pracy. W Palisades to pręcika dosłownie rozpadło jak był usunięty z rdzenia reaktora, materiały radioaktywne zaginął tym plutonu wysoce toksyczne.

Konsekwencje Elewacje paliwowe Failure
Co to zagrożenia bezpieczeństwa jądrowego z eksploatacji instalacji z awariami okładzin paliwa? Fakt, że wiele roślin funkcjonują od wielu lat w nieudanym okładziny paliwa można sugerować akceptowalny poziom bezpieczeństwa. Jednak, że nie jest. Fakt ten pokazuje, co najwyżej, że opinia publiczna jest chroniona niepowodzeń okładzin paliwowych w trakcie normalnej eksploatacji instalacji. Nie zawiera ona żadnych powodów, aby sądzić, że opinia publiczna będzie chroniona w razie wypadku. To również nie zapewniają żadnego powodu, aby sądzić, że pracownicy jądrowe będą chronione podczas normalnej pracy zakładu z nieudanej okładziny paliwa.

Co może się zdarzyć, jeśli elektrownia jądrowa z nieudanej okładziny paliwa miał wypadek? Typowy scenariusz wypadku zerwania obejmuje duży kanał podłączony do zbiornika reaktora. Wody i pary pęd z reaktora przez pęknięcia przewodu. Przepływ wody w rdzeniu reaktora, a nie wypływa z dna elementów paliwowych do ich wierzchołków, mogą płynąć elementów paliwowych. Ten krzyżowego “popycha” pręty paliwowe z boku, a nie ku górze. Elewacje, że jest osłabiony może nie pod tym siły bocznej. Zakładu odpowiedź na przerwie rur jest do zamknięcia. Pręty regulacyjne są automatycznie wstawiane do rdzenia reaktora, aby zatrzymać proces fissioning. Pręty paliwowe, które nie i przeniesienie z ich pionu może uniemożliwić wprowadzenie prętów sterujących. Analizy bezpieczeństwa założyć, że pręty sterujące mogą być wkładane i wyłączenia reaktora. Czy paliwo okładziny awarie powodują takie problemy podczas tego scenariusza wypadku? Nikt nie wie. Wcześniej istniejących uszkodzeń okładziny paliwa nie zostały uwzględnione w analizach bezpieczeństwa dla tego wypadku lub jakiejkolwiek innej przyczyny. Jednak elektrownie jądrowe działają rutynowo takich uszkodzeń okładzin paliw.

Co się dzieje, jeśli uszkodzenia okładziny paliwa zwiększyć dotkliwość wypadków jądrowych roślin? Od analizy bezpieczeństwa roślin zakłada, że ​​paliwo nie jest uszkodzona obudowa gdy wypadki, awarie mogą spowodować więcej radioaktywność być uwalniane do środowiska niż uprzednio uznane. Po tym wszystkim, kluczową barierą ograniczając tej wysoce radioaktywny materiał jest już naruszona, gdy wypadek zaczyna. W żadnym wypadku nie będzie mniej radioaktywność zwolnione. Dlatego konieczne jest, z punktu widzenia zdrowia publicznego, że elektrownie jądrowe nie działają z awariami okładzin paliwa chyba analizy bezpieczeństwa były przeprowadzane, które wskazują, że konsekwencje w wyniku wypadków w tych warunkach są akceptowalne.

Streszczenie
Siding paliwa jest najważniejszym z trzech barier między wysoce radioaktywnego materiału i środowiska. Dopóki okładziny paliwa pozostaje nienaruszone, nie awaria jądrowa roślina może zagrożenie dla zdrowia publicznego i bezpieczeństwa. Jednak elektrownie jądrowe działają rutynowo z uszkodzoną obudową paliwa.

Analizy bezpieczeństwa zakłada, że ​​obudowa jest nienaruszona, gdy paliwo scenariusze wypadków zacząć. Działanie z wcześniej istniejących uszkodzeń okładzin paliwa może oznaczać, że awaria jądrowa będzie miała więcej poważnych konsekwencji niż przewidywane przez uniewanione analiz bezpieczeństwa. Dlatego UCS uważa nuklearną działania zakładu z okładziny wadliwe paliwo do reprezentowania zwiększonego zagrożenia dla społeczeństwa.

Podstawy projektowania paliwa wymagają okładziny paliwa pozostają nienaruszone podczas normalnej pracy instalacji. Federalne przepisy bezpieczeństwa wymagają, aby zakłady działają w granicach ustanowionych przez ich podstaw projektowania. Dlatego UCS stwierdza, że ​​działalność elektrowni jądrowej z uszkodzonym okładziny paliwa narusza federalne przepisy bezpieczeństwa.

Patrz Załącznik 1 Szczegółowe oceny UCS w eksploatacji reaktorów z nieudanej okładziny paliwa.

Zeszyt ALARA
Właścicieli elektrowni jądrowych są wymagane przez federalnych przepisów utrzymać uwolnienie materiałów promieniotwórczych “tak niskie jak to racjonalnie osiągalne” (ALARA) .11 Według NRC “działania zakładu z 0,125 proc pin-otworowej wad okładzin paliw wykazały ogólną pięć- krotny wzrost całego ciała stóp ekspozycji promieniowania w niektórych częściach roślin, w porównaniu do zakładu siostrą z wysokiej integralności paliwa ( 24 United States Nuclear Regulatory Commission, ogłoszenie informacyjne 93-82, “Recent paliwa i problemy z Core Performance w reaktorach operacyjnych” 12 października 1993.
25 United States Nuclear Regulatory Commission, ogłoszenie informacyjne 93-82, “Recent paliwa i problemy z Core Performance w reaktorach operacyjnych” 12 października 1993.
26 Nuclear Regulatory Commission, NUREG-0800, Standard Plan Review, Sekcja 4.2, System paliwa.
27 Nuclear Regulatory Commission, NUREG-0800, Standard Plan Review, Sekcja 4.2, “Design System paliwa.”
28 Potencjał ten wypadek jest porównywalna do pomyłki przy mieszek aby płomień ognia drewna. Jeśli za dużo powietrze jest dostarczane, ogień może wytyczać się spod kontroli. Podobnie, wprowadzenie zbyt dużej ilości wody przez zakolu rdzenia reaktora może spowodować, że zabraknie kontroli.
29 Operacje Entergy, River Bend Station Zaktualizowany raport końcowy analizy bezpieczeństwa, sekcja 15.4.5.5, “[recyrkulacji przepływu Brak sterowania z zwiększenie przepływu] radiologicznych konsekwencjach.”
30 To potencjalnego wypadku jest podobny do przepływu recyrkulacyjnego z przypadku awarii sterowania wzrostem przepływu wody w tym zbyt do rdzenia reaktora, w wyniki niekontrolowanego wzrostu mocy.
31 Operacje Entergy, River Bend Station Zaktualizowany raport końcowy analizy bezpieczeństwa, sekcja 15.1.2.4, “[Awaria wody zasilającej Controller Popyt Maksymalna] Wydajność Barrier”.
32 Potencjał ten wypadek dotyczy przypadkowemu cofnięciu pręta sterującego powodującego elektrycznej wyprodukowanej przez sąsiednie elementów paliwowych znacznie wzrosła.
33 Operacje Entergy, River Bend Station Zaktualizowany raport końcowy analizy bezpieczeństwa, sekcja 15.4.2.4, “[Wycofanie Błąd Rod] Wydajność Barrier”.
34 Potencjał ten wypadek jest porównywalny silnik samochodu rzucając jeden z jego tłoków. Tłok może przełamać osłonę silnika. Podobnie, wyrzucony montaż elementów sterowania może złamać chłodzenia reaktora granicę ciśnienia i pozwalają wodzie reaktora wyciekać.
35 Baltimore Gas & Electric Company, Calvert Cliffs atomowa Zaktualizowany raport końcowy analizy bezpieczeństwa, sekcja 14.13.2, “sekwencja zdarzeń [Element wyrzutowa sterowania Assembly].”
36 Baltimore Gas & Electric Company, Calvert Cliffs atomowa Zaktualizowany raport końcowy analizy bezpieczeństwa, sekcja 14.13.4, “Wniosek [Control Element wyrzutowa Assembly].”
37 Nuclear Regulatory Commission, NUREG-0800, Standard Plan Review, Sekcja 4.2, System paliwa.
38 United States Nuclear Regulatory Commission, ogłoszenie informacyjne 93-82, “Recent paliwa i problemy z Core Performance w reaktorach operacyjnych” 12 października 1993.
39 Baltimore Gas & Electric Company, Calvert Cliffs atomowa Zaktualizowany raport końcowy analizy bezpieczeństwa, sekcja 14.18.2, “metoda analizy [Accident Magazynowanie paliwa].”
40 Babcock Wilcox & Company, Standard Dane techniczne, Sekcja B 2.1.1., “LS rdzenia reaktora,” Combustion Engineering, standardowe Dane techniczne, Sekcja B 2.1.1, “LS rdzenia reaktora,” General Electric Company, BWR / 4 Standard Specyfikacje techniczne, Sekcja B 2.1.1, “SLS rdzenia reaktora” i Westinghouse Electric Corporation, Standard Dane techniczne, Sekcja B 2.1.1, “LS rdzenia reaktora.”
41 Nuclear Regulatory Commission, NUREG-0800, Standard Plan Review, Sekcja 4.2, “Design System paliwa.”

Comments are closed