Existe una tecnología de reactor específica, el Reactor rápido enfriado con sodio, que merece una evaluación cuidadosa adicional desde el punto de vista de un ataque terrorista en cascada en un accidente nuclear mayor.
Si bien es probable que otros no estén de acuerdo, creo que hay una diferencia significativa entre los reactores de agua ligera convencionales y los reactores rápidos enfriados con sodio (SFR) como el IFR, Terrapower TWR, el ruso BN-800 y el GE S-Prism en términos de intrínseco seguridad y vulnerabilidad en caso de ataque terrorista. Si bien generalmente se presume que todos los reactores nucleares que se ofrecen actualmente son igualmente seguros, lamento decir que probablemente este no sea realmente el caso y que cada tipo de reactor debe revisarse cuidadosamente para determinar la seguridad y la vulnerabilidad al terrorismo.
Preocupación por la seguridad –
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Los reactores rápidos refrigerados con sodio contienen mucho refrigerante de sodio reactivo.
El Superphenix francés usó 5500 toneladas métricas de sodio (3300 toneladas en el recipiente del reactor primario) para un reactor de 1.2 GWe; hasta ahora no se han proporcionado cifras exactas para otros diseños SFR maduros como GE PRISM o BN-800. Los revisores de seguridad externos que intentan acceder a la seguridad de SFR deben recurrir a escalar los números de Superphenix cuando intentan adivinar las características de seguridad de SFR dada la reticencia de los diseñadores actuales de SFR para revelar al público y a los tomadores de decisiones los números que permitirían un análisis justo y preciso del peligro potencial. de sus diseños SFR.
Seguridad de sodio
El sodio reacciona exotérmicamente con agua líquida o vapor para generar hidróxido de sodio e hidrógeno:
Na + H2O -> NaOH + 1 / 2H2 + calor
Calor de reacción: ~ 162kJ / mol-Na
(alrededor de 7.05MJ / kg-Na)
El hidrógeno tiende a acumularse en el área del techo del edificio de contención de un reactor y, si las condiciones son correctas, las mezclas de hidrógeno y aire pueden detonar. El rango sobre el cual el hidrógeno puede detonar en el aire es de 18.3 a 59 por ciento en volumen.
Si bien los reactores SFR individuales como el INL / Argonne EBR-2 han funcionado durante 30 años con excelentes operadores y controles de ingeniería, produciendo muy pocos incidentes de seguridad, esta no es la experiencia general con SFR (aproximadamente la mitad de los SFR construidos históricamente han tenido su funcionamiento vidas prematuras se acortan prematuramente, décadas antes del final de la vida de ingeniería, por accidentes).
Comparación de la “fuerza impulsora explosiva” (GE PRISM versus un reactor de sal fundida) –
Un PRISM GE de 300 MWe podría producir una explosión combinada de fuego de sodio / hidrógeno liberando 2.03 x 10 ^ 7 MJ de energía (estimación basada en el potencial explosivo de 1650 toneladas de sodio caliente y 803.4 millones de litros de hidrógeno producidos por reacción con cemento o agua)
Un MSR de 300 MWe no podría producir una explosión con materiales encontrados en el reactor o con agua.
Para estar seguro, un reactor SFR depende de sistemas de seguridad diseñados específicamente para funcionar siempre. Si los terroristas atacan sistemas de seguridad de ingeniería específicos e inician una liberación de miles de toneladas de refrigerante de sodio reactivo caliente sobre las paredes de cemento o el piso de cemento del edificio de contención del reactor SFR, un incendio de sodio y metal seguido de una explosión de gas hidrógeno en el techo del La construcción de la contención del reactor puede ocurrir.
Escenarios de terror de reactores SFR específicos que merecen una mayor investigación:
El sodio, si entra en contacto con el aire, explota espontáneamente en llamas.
Los SFR requieren que la piscina principal de sodio que contiene miles de toneladas de sodio que cubre el núcleo del reactor esté constantemente cubierta por un gas inerte como el argón para evitar un incendio de sodio. Si los terroristas giran una válvula, rompen las tuberías, abren o cruzan las tuberías de gas, o de cualquier otra forma introducen una fuga de aire sobre la piscina principal de sodio que desplaza el gas de la cubierta de argón; la piscina de sodio se incendiará espontáneamente de inmediato. Si el furioso incendio de sodio sobre la piscina de sodio causa daños al recipiente de acero inoxidable de doble pared que contiene el refrigerante del núcleo del reactor, entonces miles de toneladas de refrigerante de sodio pueden entrar en contacto con el piso de cemento y las paredes del edificio de contención del reactor. Esto hará que se produzcan cantidades masivas de hidrógeno (~ 2.678 x 10 ^ 9 litros de gas H2 para un SFR comercial de 1.2 GWe) que se acumulará en el techo del edificio de un reactor. Bajo una amplia gama de mezclas de hidrógeno y aire (del 18,3 al 59 por ciento en volumen), el hidrógeno atrapado en el área del techo del edificio de contención puede detonarse bruscamente. El poder de dicha detonación de hidrógeno producida por la pérdida completa de sodio del conjunto del reactor principal podría ser muy grande (un potencial explosivo de 5,8 x 10 ^ 13 julios de energía resultante de un derrame completo de las 5500 toneladas métricas de refrigerante de sodio). Tal detonación de hidrógeno es capaz de destruir incluso la cúpula de presión de acero y cemento de varios metros de espesor que es parte de la contención del reactor. Dada la contención del reactor dañado por una detonación de hidrógeno, los materiales radiactivos del reactor, incluidas miles de toneladas de refrigerante de sodio activado por neutrones de sodio-24 altamente radioactivo, podrían transportarse miles de millas adheridas a partículas de humo producidas por el fuego de sodio que arde en el reactor de cemento SFR piso y amenazan a toda una región.
Un blindaje de penetración de energía genética lanzado por un hombro terrorista que perfora el fondo del recipiente del reactor SFR es otra forma de iniciar potencialmente un derrame completo de refrigerante de sodio del reactor y una explosión combinada de fuego-hidrógeno que destruye la contención del reactor y expulsa la radiación al medio ambiente. .
Conclusión: cuando combina un gran inventario radiológico que incluye combustible de plutonio-uranio, productos de fisión y miles de toneladas de refrigerante de sodio activado por neutrones que estaría presente en un gran Reactor rápido enfriado con sodio de 1 GWe y calcula con precisión el potencial de incendio / explosión de Con las 5500 toneladas métricas de refrigerante de sodio que se usan en los diseños actuales de SFR, usted tiene un problema potencial de seguridad y vulnerabilidad al terror que eclipsa cualquier escenario concebible con un Reactor de agua ligera o un Reactor de sal fundida de tamaño similar.
(La tecnología nuclear intrínsecamente más segura que es menos vulnerable a las salidas de ataques terroristas es más seguro usar LWR y MSR de espectro térmico agradable y quemar desechos y producir energía en la mayoría de los casos, ya que estos reactores no son capaces de producir una magnitud nuclear similar accidente en caso de un evento terrorista)
La energía química almacenada en el refrigerante de sodio que se encuentra en los SFR es mayor que la energía almacenada en el refrigerante utilizada en cualquier otra familia de reactores actuales.
Los SFR utilizados para la quema de residuos como el Terrapower TWR o el GE S-PRISM mantendrán un mayor inventario radiológico que cualquier reactor que aún haya funcionado.
Los accidentes de reactores rápidos refrigerados por sodio resultantes de ataques terroristas afectarían el despliegue futuro de todas las formas de nuevos e innovadores sistemas nucleares.
Un accidente nuclear mayor iniciado por el terror de cualquier tecnología nuclear tenderá a condenar a todas las nuevas tecnologías nucleares (la prensa y el público no diferenciarán las tecnologías nucleares fundamentalmente diferentes por ser diferentes). Si un Reactor rápido enfriado por sodio sufre una gran explosión de fuego de sodio / hidrógeno como resultado de un ataque terrorista exitoso, también perjudicará las posibilidades en el futuro de instalar cualquier tecnología nuclear intrínsecamente más segura, incluidos MSR, LFTR de torio e incluso pequeñas centrales nucleares. fusión.
Los reactores rápidos enfriados con sodio son un caso especial que merece una investigación adicional desde el punto de vista de un evento relacionado con el terror que se derrumba en un accidente mayor.
Referencia – G. Manzini y F. Parozzi Temas de seguridad de sodio en centrales nucleares