Авария на Три-Майл-Айленде представляла собой частичную ядерную аварию реактора энергоблока 2 (TMI-2) атомной электростанции Три-Майл-Айленд на реке Саскуэханна в городке Лондондерри , недалеко от Гаррисберга , столицы Пенсильвании , США . Авария реактора началась в 4 часа утра 28 марта 1979 года и привела к выбросу в окружающую среду радиоактивных газов и радиоактивного йода . [2] [3] Это самая страшная авария в истории коммерческих атомных электростанций США. [4] По семибалльной логарифмической Международной шкале ядерных событий авария на реакторе ТМИ-2 имеет 5-й уровень — «Авария с более широкими последствиями». [5] [6]
Авария началась с отказа неядерной вторичной системы [7] , за которым последовал заклинивание пилотного предохранительного клапана (ПОРВ) в первой системе [8] , что привело к выходу большого количества воды из изолированной системы, находящейся под давлением. контур охлаждающей жидкости. Механические неисправности усугублялись первоначальной неспособностью операторов станции распознать ситуацию как аварию с потерей теплоносителя (LOCA). Процедуры обучения и эксплуатации TMI оставили операторов и руководство плохо подготовленными к ухудшению ситуации, вызванной LOCA. Во время аварии эти недостатки усугублялись конструктивными недостатками, такими как плохая конструкция органов управления, использование нескольких аналогичных сигналов тревоги и неспособность оборудования четко указывать либо уровень запаса охлаждающей жидкости, либо положение застрявшего открытого PORV. [9]
Авария вызвала обеспокоенность широкой общественности по поводу антиядерной безопасности и привела к принятию новых правил для атомной промышленности. Это ускорило спад усилий по строительству новых реакторов. [10] Активисты антиядерного движения выразили обеспокоенность по поводу последствий аварии для здоровья населения в регионе. [11] Некоторые эпидемиологические исследования, анализирующие уровень заболеваемости раком в этом районе и вокруг него после аварии, действительно выявили статистически значимое увеличение уровня заболеваемости раком, в то время как другие исследования этого не сделали. Из-за характера подобных исследований причинно-следственную связь, связывающую аварию с раком, доказать сложно. [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] Очистка ТМИ-2 началась в августе 1979 года и официально завершилась в декабре 1993 года, общая стоимость составила около 1 миллиарда долларов (что эквивалентно 2 миллиардам долларов США). в 2023 году). [19] ТМИ-1 был перезапущен в 1985 году, затем выведен из эксплуатации в 2019 году из-за операционных убытков. Ожидается, что его вывод из эксплуатации будет завершен в 2079 году, а его ориентировочная стоимость составит 1,2 миллиарда долларов. [20]
В ночные часы перед инцидентом реактор ТМИ-2 работал на 97% мощности, а сопутствующий реактор ТМИ-1 был остановлен для дозаправки. [22] Основная цепочка событий, приведшая к частичному расплавлению активной зоны в среду, 28 марта 1979 года, началась в 4:00:36 утра по восточному стандартному времени во вторичном контуре ТМИ-2, одном из трех основных водопаровых контуров в системе с водой под давлением. реактор (PWR). [23]
Первоначальная причина аварии произошла 11 часами ранее, когда операторы пытались устранить засор в одном из восьми очистителей конденсата — сложных фильтров, очищающих воду вторичного контура. Эти фильтры предназначены для предотвращения накопления минералов и примесей в воде в парогенераторах и снижения скорости коррозии на вторичной стороне.
Засоры являются обычным явлением для этих смоляных фильтров и обычно легко устраняются, но в этом случае обычный метод вытеснения застрявшей смолы сжатым воздухом не увенчался успехом. Операторы решили продуть воду сжатым воздухом и позволить силе воды очистить смолу. Когда они вытеснили смолу, небольшое количество воды пробилось мимо заклинившего в открытом положении обратного клапана и попало в воздухопровод КИП . В конечном итоге это приведет к отключению насосов питательной воды , подкачивающих насосов конденсата и конденсатных насосов около 4:00 утра, что, в свою очередь, приведет к остановке турбины .
Учитывая, что парогенераторы перестали получать питательную воду, теплоотдача от системы теплоносителя реактора (СКР) [24] сильно снизилась, а температура СКР выросла. Быстро нагревающаяся охлаждающая жидкость расширилась и хлынула в нагнетатель, [25] [26] [27] сжимая паровой пузырь вверху. Когда давление RCS выросло до 2255 фунтов на квадратный дюйм (155,5 бар), пилотный предохранительный клапан (ПОРВ) открылся, сбрасывая пар через трубопровод в бак слива теплоносителя реактора (RCDT) [28] в подвале здания защитной оболочки. Давление RCS продолжало расти, достигнув уставки отключения по высокому давлению системы защиты реактора (RPS) 2355 фунтов на квадратный дюйм (162,4 бар) через восемь секунд после отключения турбины. Реактор автоматически отключился , его стержни управления упали в активную зону под действием силы тяжести, остановив цепную ядерную реакцию и остановив выделение тепла при делении. Однако реактор продолжал выделять остаточное тепло , первоначально эквивалентное примерно 6% от предрейсового уровня мощности. Поскольку пар больше не использовался турбиной и питание не подавалось в парогенераторы, отвод тепла из первого водяного контура реактора ограничивался пропариванием небольшого количества воды, оставшейся во вторичной части парогенераторов, в конденсатор. с помощью перепускных клапанов турбины. [29] [30] [31]
При отключении насосов питательной воды автоматически запустились три аварийных насоса питательной воды. Оператор заметил, что насосы работали, но не заметил, что в каждой из двух линий аварийной питательной воды был закрыт запорный клапан, блокирующий подачу аварийной питательной воды в оба парогенератора. Индикаторы положения клапана одного запорного клапана были закрыты желтой биркой обслуживания. Причина, по которой оператор пропустил свет второго клапана, неизвестна, хотя одна из версий состоит в том, что его собственный большой живот скрывал его от его взгляда. [32] Клапаны могли остаться закрытыми во время контрольного испытания двумя днями ранее. [33] [34] Когда запорные клапаны были закрыты, система не могла перекачивать воду. Закрытие этих клапанов было нарушением ключевого правила Комиссии по ядерному регулированию (NRC), согласно которому реактор должен быть остановлен, если все вспомогательные питательные насосы закрыты для технического обслуживания. Позже представители NRC назвали это ключевым провалом. [35]
После отключения реактора сработали паровые клапаны вторичной системы, чтобы снизить температуру и давление парогенератора, охладить РКС и снизить температуру РКС, как это было запланировано, что привело к сжатию теплоносителя первого контура. Из-за сжатия охлаждающей жидкости и потери охлаждающей жидкости через открытый PORV давление RCS упало, как и уровень в компенсаторе давления после достижения пика через пятнадцать секунд после отключения турбины. Кроме того, через пятнадцать секунд после отключения турбины давление охлаждающей жидкости упало до 2205 фунтов на квадратный дюйм (152,0 бар), уставки сброса для PORV. Электропитание соленоида PORV было автоматически отключено, но предохранительный клапан застрял в открытом положении, а охлаждающая вода продолжала выпускаться. [36]
В ходе послеаварийных расследований указание на PORV было одним из многих конструктивных недостатков, выявленных в средствах управления, приборах и сигнализациях операторов . [9] Не было прямых указаний на фактическое положение клапана. Индикатор на панели управления, установленной после того, как PORV застрял в открытом состоянии во время запуска испытаний, [37] загорелся, когда PORV открылся. [38] Когда этот индикатор с надписью « Свет горит – RC-RV2 открыт» [39] погас, операторы решили, что клапан закрыт. Фактически, когда световой индикатор был включен, он указывал только на то, что на соленоид пилотного клапана PORV подается питание, а не на фактическое состояние PORV. [40] Хотя главный предохранительный клапан был застрял в открытом положении, операторы полагали, что неосвещенная лампа означает, что клапан закрыт. В результате несколько часов не могли правильно диагностировать проблему. [41]
Операторы не были обучены понимать неоднозначную природу индикатора пилотного предохранительного клапана и искать альтернативное подтверждение того, что главный предохранительный клапан закрыт. Индикатор температуры на выходе, датчик которого был расположен в выхлопной трубе между пилотным предохранительным клапаном и предохранительным баком нагнетателя, мог бы намекать на заклинивание клапана, если бы операторы заметили его показания выше, чем обычно. Однако он не входил в набор индикаторов «уровня безопасности», предназначенных для использования после инцидента, и персонал не был обучен его использованию. Его расположение за приборной панелью высотой семь футов также означало, что он фактически был вне поля зрения. [42]
Менее чем через минуту после начала события уровень воды в наддуве начал подниматься, хотя давление в РКС падал. Когда PORV застрял в открытом положении, произошла утечка охлаждающей жидкости из RCS, авария с потерей охлаждающей жидкости (LOCA). Ожидаемыми симптомами LOCA были падения как давления RCS, так и уровня компрессора. Обучение операторов и процедуры на станции не охватывали ситуацию, когда два параметра шли в противоположных направлениях. Уровень воды в наддуве повышался, потому что пар в пространстве над наддувом выходил через заклинивший открытый PORV, что снижало давление в наддуве из-за потери инвентаря. Понижение давления в нагнетателе вызвало всплеск воды из контура теплоносителя и образование парового пузыря в верхней части корпуса реактора, чему способствовало тепло распада топлива. [43]
Этот паровой пузырь был невидим для операторов, и этот механизм не был обучен. Признаки высокого уровня воды в нагнетателе способствовали путанице, поскольку операторы были обеспокоены тем, что первичный контур «затвердевает» (т. е. в нагнетателе отсутствует буфер парового кармана), чего во время обучения им было приказано никогда не допускать. Эта путаница сыграла ключевую роль в первоначальной невозможности распознать аварию как LOCA [44] и заставила операторов отключить насосы аварийного охлаждения активной зоны, которые автоматически запускались после заклинивания пилотного предохранительного клапана и начала потери теплоносителя активной зоны. из-за опасений, что система переполнится. [45] [46] [47]
Поскольку пилотный предохранительный клапан все еще открыт, предохранительный бак компрессора, в котором собирались выбросы из пилотного предохранительного клапана, переполнился, в результате чего отстойник здания защитной оболочки наполнился и в 4:11 прозвучал сигнал тревоги. нормальные температуры на выпускной линии предохранительного клапана с пилотным управлением и необычно высокие температуры и давления в здании защитной оболочки были явными признаками продолжающейся аварии с потерей охлаждающей жидкости, но эти признаки первоначально были проигнорированы операторами. [48] [49] В 4:15 утра предохранительная диафрагма предохранительного бака компенсатора разорвалась, и радиоактивный хладагент начал просачиваться в общее здание содержания . Этот радиоактивный хладагент перекачивался из отстойника здания защитной оболочки во вспомогательное здание, находящееся за пределами основной защитной оболочки, пока в 4:39 утра отстойные насосы не были остановлены [49].
Примерно в 5:20 утра, после почти 80 минут роста пузырька пара в головке корпуса реактора, четыре главных насоса теплоносителя реактора первого контура начали кавитировать, поскольку через них прошла смесь пузырьков пара и воды, а не вода. Насосы были отключены, и считалось, что естественная циркуляция продолжит движение воды. Пар в системе препятствовал прохождению потока через активную зону, и когда вода перестала циркулировать, она во все больших количествах превращалась в пар. Вскоре после 6:00 утра верхняя часть активной зоны реактора обнажилась, и сильный жар вызвал реакцию между паром, образующимся в активной зоне реактора, и оболочкой ядерного топливного стержня из циркалоя , в результате чего образовался диоксид циркония , водород и дополнительное тепло. В результате этой реакции расплавилась оболочка ядерного топливного стержня и были повреждены топливные таблетки, в результате чего радиоактивные изотопы попали в теплоноситель реактора, а также образовался газообразный водород, который, как полагают, позже в тот же день вызвал небольшой взрыв в здании защитной оболочки. [50]
В 6:00 утра в диспетчерской произошла смена смены. Новоприбывший заметил, что температура в выхлопной трубе предохранительного клапана с пилотным управлением и сборных баках была чрезмерной, и использовал резервный вариант, называемый «запорным клапаном», чтобы перекрыть выпуск охлаждающей жидкости через предохранительный клапан с пилотным управлением, но около 32 000 галлонов США (120 000 л) охлаждающей жидкости уже вытекло из первого контура. [51] [52] Только в 6:45 утра, через 165 минут после начала проблемы, сработала радиационная сигнализация, когда загрязненная вода достигла детекторов; к тому времени уровни радиации в воде первого контура примерно в 300 раз превышали ожидаемые уровни, а общее здание защитной оболочки было серьезно загрязнено уровнем радиации 800 бэр / ч .
В 6:56 начальник станции объявил о чрезвычайной ситуации на территории , а менее чем через 30 минут менеджер станции Гэри Миллер объявил об общей чрезвычайной ситуации . [53] Митрополит Эдисон (Met Ed) уведомил Пенсильванское агентство по чрезвычайным ситуациям (PEMA), которое, в свою очередь, связалось с государственными и местными агентствами, губернатором Пенсильвании Ричардом Л. Торнбургом и вице-губернатором Уильямом Скрэнтоном III , на которого Торнбург возложил ответственность за сбор и отчетность. по информации об аварии. [54] Неуверенность операторов станции отражалась в фрагментарных, двусмысленных или противоречивых заявлениях, сделанных Met Ed правительственным учреждениям и прессе, особенно о возможности и серьезности выбросов радиоактивности за пределами площадки. [55]
Скрэнтон провел пресс-конференцию, на которой он обнадежил, но в то же время сбил с толку эту возможность, заявив, что, хотя и произошел «небольшой выброс радиации… никакого увеличения нормального уровня радиации» обнаружено не было. Эти заявления были опровергнуты другим официальным лицом, а также заявлениями Met Ed, которые утверждали, что радиоактивных выбросов не было. [56] Показания приборов на станции и детекторов за пределами площадки выявили выбросы радиоактивности, хотя и на уровнях, которые вряд ли могли угрожать здоровью населения, пока они носили временный характер и при условии сохранения изоляции тогда сильно загрязненного реактора. [57]
Разгневанные тем, что Мет Эд не проинформировал их о проведении удаления пара с завода, и убежденные, что компания преуменьшает серьезность аварии, государственные чиновники обратились в NRC. [58] Получив известие о происшествии от Met Ed, NRC активировал свой штаб реагирования на чрезвычайные ситуации в Бетесде, штат Мэриленд , и отправил сотрудников на Три-Майл-Айленд. Председатель NRC Джозеф Хендри и комиссар Виктор Гилинский [59] первоначально рассматривали аварию как «повод для беспокойства, но не тревоги». [60]
Гилинский проинформировал журналистов и членов Конгресса о ситуации и проинформировал сотрудников Белого дома, а в 10:00 встретился с двумя другими членами комиссии. Тем не менее, NRC столкнулся с теми же проблемами в получении точной информации, что и государство, и ему еще больше мешала организационная неподготовленность к действиям в чрезвычайных ситуациях, поскольку у него не было четкой командной структуры и не было полномочий сообщать коммунальному предприятию, что именно произвести или отдать приказ об эвакуации территории. [61]
В статье 2009 года Гилинский написал, что потребовалось пять недель, чтобы узнать, что «операторы реактора измеряли температуру топлива, близкую к точке плавления». [62] Далее он писал: «В течение многих лет мы не знали — пока корпус реактора не был физически открыт — что к тому времени, когда оператор станции позвонил в NRC около 8:00 утра, примерно половина уранового топлива уже расплавилась. ." [62]
Персоналу диспетчерской все еще не было ясно, что уровень воды в первом контуре низкий и что более половины активной зоны обнажено. Группа рабочих вручную сняла показания с термопар и взяла пробу воды первого контура. Через семь часов после возникновения чрезвычайной ситуации в основной контур была закачана новая вода, а резервный предохранительный клапан был открыт, чтобы снизить давление и заполнить контур водой. Через 16 часов насосы первого контура снова включились, и температура активной зоны начала падать. Большая часть активной зоны расплавилась , и система все еще оставалась опасно радиоактивной. [ нужна цитата ]
На следующий день после аварии, 29 марта, операторам щита управления необходимо было убедиться в целостности корпуса реактора. Для этого кому-то нужно было взять пробу на концентрацию бора , чтобы убедиться, что его достаточно в первой системе для полной остановки реактора. Руководитель химического подразделения № 2 Эдвард «Эд» Хаузер вызвался взять образец после того, как его коллеги колебались. Ричард Дубиэль, начальник смены, попросил Пита Велеса, мастера радиационной защиты второго энергоблока, присоединиться к нему. Велес будет следить за уровнем радиации в воздухе и следить за тем, чтобы ни один из них не получил чрезмерного облучения . [63] [64] [65] [66]
Надев чрезмерное количество защитной одежды — три пары перчаток, одну пару резиновых сапог и респиратор , они вдвоем прошли по вспомогательному зданию реактора, чтобы взять пробу. Однако во время измерений Хаузер потерял свой карманный дозиметр . Хаузер отметил, что образец, который он взял, выглядел «как Алка-Зельцер » и был очень радиоактивным, с показаниями до 1000 бэр/ч. Они провели в здании пять минут, а затем удалились. Хаузер на один превысил установленный NRC квартальный предел дозы радиационного облучения (3 бэр/кварт в 1979 году) и был допущен к работе только в следующем квартале. [67] [68] [69] [70]
На третий день после аварии в куполе [ необходимы разъяснения ] сосуда под давлением был обнаружен пузырь водорода, который стал предметом беспокойства. Взрыв водорода может не только разрушить сосуд под давлением, но, в зависимости от его мощности, может поставить под угрозу целостность здания защитной оболочки, что приведет к крупномасштабному выбросу радиоактивного материала. Однако было установлено, что в сосуде под давлением не было кислорода, необходимого условия для горения или взрыва водорода. Были предприняты немедленные шаги по уменьшению пузыря водорода, и на следующий день он стал значительно меньше. В течение следующей недели пар и водород удаляли из реактора с помощью каталитического рекомбинатора и выбрасывали непосредственно на открытый воздух. [ нужна цитата ]
Выброс произошел, когда обшивка была повреждена, а пилотный предохранительный клапан все еще оставался открытым. Продукты деления попали в теплоноситель реактора. Поскольку пилотный предохранительный клапан застрял в открытом положении и авария с потерей теплоносителя все еще продолжалась, теплоноситель первого контура с продуктами деления и/или топливом вылился и в конечном итоге оказался во вспомогательном здании. Вспомогательное здание находилось за пределами зоны содержания.
Об этом свидетельствовали прозвучавшие в итоге радиационные сигналы тревоги. Однако, поскольку при комнатной температуре очень небольшая часть выпущенных продуктов деления представляла собой твердые вещества, в окружающей среде было зарегистрировано очень незначительное радиационное загрязнение . Авария ТМИ-2 за пределами объекта ТМИ-2 не привела к значительному уровню радиации. Согласно отчету Роговина, подавляющее большинство выброшенных радиоизотопов представляли собой благородные газы ксенон и криптон, в результате чего средняя доза для двух миллионов человек, проживающих рядом с АЭС, составила 1,4 мбэр (14 мкЗв). [71] Для сравнения: при рентгенографии грудной клетки пациент получает 3,2 мбэр (32 мкЗв), что более чем в два раза превышает среднюю дозу, полученную вблизи станции. [72] В среднем житель США получает годовую дозу радиации от природных источников около 310 мбэр (3100 мкЗв). [73]
Через несколько часов после аварии Агентство по охране окружающей среды США (EPA) начало ежедневный отбор проб окружающей среды на трех станциях, ближайших к заводу. Непрерывный мониторинг на 11 станциях не был установлен до 1 апреля, а 3 апреля он был расширен до 31 станции. Межведомственный анализ пришел к выводу, что авария не подняла радиоактивность настолько выше фонового уровня, чтобы вызвать хотя бы одну дополнительную смерть от рака среди людей. в этом районе, но измерения бета-излучения не были включены, поскольку Агентство по охране окружающей среды не обнаружило загрязнения в пробах воды, почвы, отложений или растений. [74]
Исследователи из соседнего колледжа Дикинсон , где было оборудование для радиационного мониторинга , достаточно чувствительное, чтобы обнаружить испытания китайского атомного оружия в атмосфере, собирали образцы почвы в этом районе в течение следующих двух недель и не обнаружили повышенных уровней радиоактивности, за исключением осадков (вероятно, из-за природного радона) . вылет тарелки, а не авария). [75] Кроме того, было обнаружено, что языки белохвостого оленя, собранные на расстоянии более 50 миль (80 км) от реактора после аварии, содержат значительно более высокие уровни цезия-137, чем у оленей в округах, непосредственно окружающих электростанцию. Даже тогда повышенные уровни все еще были ниже тех, которые наблюдались у оленей в других частях страны в разгар испытаний атмосферного оружия. [76] Если бы были повышенные выбросы радиоактивности, ожидалось бы, что повышенные уровни йода-131 и цезия-137 будут обнаружены в пробах молока крупного рогатого скота и коз. Повышенного уровня не обнаружено. [77] Более позднее исследование отметило, что официальные данные о выбросах согласуются с имеющимися данными дозиметров , [78] хотя другие отметили неполноту этих данных, особенно для выбросов на ранних стадиях. [79]
Согласно официальным данным, составленным Комиссией Кемени 1979 года на основе данных Метрополитен Эдисон и NRC, в результате этого события было выпущено максимум 480 ПБк (13 МКи) радиоактивных благородных газов , в первую очередь ксенона . [80] Эти благородные газы считались относительно безвредными, и было выпущено только 481–629 ГБк (13,0–17,0 Ки) йода-131 , вызывающего рак щитовидной железы . [80] Согласно этим цифрам, общие выбросы составляли относительно небольшую долю от предполагаемых 370 ЭБк (10 ГКи) в реакторе. Позже было обнаружено, что около половины активной зоны расплавилось, а оболочка около 90% топливных стержней вышла из строя [21] [81] при потере 5 футов (1,5 м) активной зоны и около 20 коротких тонн (18 t ) урана течет в нижнюю часть сосуда под давлением, образуя массу кориума . [82] Корпус реактора — второй уровень защиты после оболочки — сохранял целостность и содержал поврежденное топливо с почти всеми радиоактивными изотопами в активной зоне. [83]
Антиядерные политические группы оспорили выводы Комиссии Кемени, утверждая, что другие независимые измерения предоставили доказательства уровня радиации, в семь раз превышающего нормальный уровень в местах в сотнях миль по ветру от TMI. [84] Арни Гундерсен , бывший руководитель атомной отрасли и антиядерный защитник, [85] сказал: «Я думаю, что цифры на веб-сайте NRC занижены в 100–1000 раз». [86] [ необходима проверка ] [87]
Гундерсен предлагает доказательства, основанные на данных мониторинга давления, о взрыве водорода незадолго до 14:00 28 марта 1979 года, который мог бы обеспечить возможность получения высокой дозы радиации. Гундерсен цитирует показания четырех операторов реактора, согласно которым директор станции знал о резком скачке давления, после которого внутреннее давление упало до внешнего давления. Гундерсен также заявил, что диспетчерская тряслась, а двери сорвались с петель. Однако в официальных отчетах NRC говорится лишь о «водородном ожоге». [86] [ необходима проверка ]
Комиссия Кемени упомянула о «возгорании или взрыве, который привел к увеличению давления в здании содержания на 28 фунтов на квадратный дюйм (190 кПа)» [88] , в то время как газета «Вашингтон Пост» сообщила, что «около 14:00 с Давление упало почти до такой степени, что можно было задействовать огромные охлаждающие насосы, небольшой взрыв водорода потряс реактор». [89] Работа, выполненная для Министерства энергетики в 1980-х годах, установила, что горение водорода ( дефлаграция ), которое прошло практически незамеченным в течение первых нескольких дней, произошло через 9 часов 50 минут после начала аварии и имело продолжительность от 12 до 15 секунд и не сопровождалось детонацией . [90] [91]
В среду, 28 марта, через несколько часов после начала аварии, Уильям Скрэнтон III , вице-губернатор Пенсильвании, появился на брифинге для новостей и сообщил, что митрополит Эдисон, владелец завода, заверил штат, что «все под контролем». [92] Позже в тот же день Скрэнтон изменил свое заявление, заявив, что ситуация была «более сложной, чем компания сначала заставила нас поверить». [92] По поводу выбросов радиоактивности высказывались противоречивые заявления. [93] Школы были закрыты, а жителей призвали оставаться дома. Фермерам было приказано держать своих животных под навесом и на запасах корма. [92] [93]
По совету председателя СРН и в целях принятия всех мер предосторожности я советую тем, кто может быть особенно восприимчив к воздействию любой радиации, то есть беременным женщинам и детям дошкольного возраста, покинуть территорию территории в радиусе пяти миль от объекта Три-Майл-Айленд до дальнейшего уведомления. Мы также распорядились закрыть все школы в этом районе.
Губернатор Пенсильвании Дик Торнбург по совету председателя NRC Джозефа Хендри посоветовал эвакуировать «беременных женщин и детей дошкольного возраста... в радиусе пяти миль от объекта на Три-Майл-Айленде». В пятницу, 30 марта, зона эвакуации была расширена до 20-мильного радиуса. [94] За несколько дней эту зону покинули 140 000 человек. [21] [92] [95] Более половины из 663 500 населения в радиусе 20 миль остались в этом районе. [94] Согласно опросу, проведенному в апреле 1979 года, 98% эвакуированных вернулись в свои дома в течение трех недель. [94]
Опросы, проведенные после TMI, показали, что менее 50% американского населения были удовлетворены тем, как власти штата Пенсильвания и NRC справились с аварией, а опрошенные люди были еще менее довольны коммунальными предприятиями (General Public Utilities) и АЭС. дизайнер. [96]
Несколько государственных и федеральных правительственных агентств провели расследования кризиса, наиболее заметным из которых была Президентская комиссия по инциденту на Три-Майл-Айленде , созданная президентом США Джимми Картером в апреле 1979 года. [97] Комиссия состояла из двенадцати человек. людей, специально выбранных из-за отсутствия у них сильных про- или антиядерных взглядов, и возглавляемых председателем Джоном Дж. Кемени , президентом Дартмутского колледжа . Ему было поручено подготовить окончательный отчет в течение шести месяцев, и после публичных слушаний, показаний и сбора документов 31 октября 1979 года было опубликовано завершенное исследование. [98]
Расследование подвергло резкой критике Babcock & Wilcox , Met Ed, GPU и NRC за упущения в обеспечении качества и обслуживании, недостаточную подготовку операторов, отсутствие передачи важной информации по безопасности, плохое управление и самоуспокоенность, но избегало делать выводы о будущем атомная промышленность. [99] Самая резкая критика со стороны Комиссии Кемени заявила, что «... фундаментальные изменения будут необходимы в организации, процедурах и практике – и, прежде всего – в отношениях» СРН и атомной промышленности. [100] Кемени сказал, что действия, предпринятые операторами, были «неуместными», но что рабочие «действовали в соответствии с процедурами, которым они были обязаны следовать, и наш обзор и изучение этих процедур показывает, что процедуры были неадекватными» и что контроль Помещение «было совершенно недостаточно для управления аварией». [101]
Комиссия Кемени отметила, что пилотный предохранительный клапан Babcock & Wilcox ранее выходил из строя в 11 случаях, девять из которых находились в открытом положении, что приводило к утечке охлаждающей жидкости. Первоначальная причинно-следственная последовательность событий в TMI была продублирована 18 месяцев назад на другом реакторе Бэбкок и Уилкокс, атомной электростанции Дэвис-Бесс, принадлежавшей в то время Толедо Эдисону. Единственные различия заключались в том, что операторы в Дэвис-Бессе определили неисправность клапана через 20 минут, тогда как в TMI это заняло 80 минут, а также тот факт, что установка в Дэвис-Бессе работала на 9% мощности по сравнению с 97% у TMI. Хотя инженеры Babcock осознали проблему, компания не смогла четко уведомить своих клиентов о проблеме с клапаном. [102]
Палата представителей Пенсильвании провела собственное расследование, в котором основное внимание уделялось необходимости усовершенствования процедур эвакуации. [ нужна цитата ]
В 1985 году с помощью телекамеры можно было увидеть внутреннюю часть поврежденного реактора. В 1986 году из слоев кориума на дне корпуса реактора были получены и проанализированы образцы активной зоны и образцы обломков . [103]
По мнению МАГАТЭ, авария на острове Три-Майл стала важным поворотным моментом в глобальном развитии ядерной энергетики. [104] С 1963 по 1979 год количество строящихся реакторов во всем мире увеличивалось каждый год, за исключением 1971 и 1978 годов. Однако после этого события количество строящихся реакторов в США сократилось с 1980 по 1998 год, при этом увеличились затраты на строительство и отсрочка завершения строительства некоторых реакторов. [105] Многие аналогичные реакторы Babcock & Wilcox по заказу были отменены. Всего с 1980 по 1984 год в США был остановлен 51 ядерный реактор. [106]
Авария TMI 1979 года не положила начало упадку атомной энергетики США, но остановила ее исторический рост. Кроме того, в результате нефтяного кризиса 1973 года и посткризисного анализа с выводами о потенциальном избыточной мощности при базовой нагрузке сорок запланированных атомных электростанций уже были отменены до аварии TMI. На момент инцидента с TMI было одобрено строительство 129 атомных электростанций, но из них только 53, которые еще не работали, были завершены. В ходе длительного процесса рассмотрения, осложнившегося семь лет спустя чернобыльской катастрофой , федеральные требования по устранению проблем безопасности и конструктивных недостатков стали более строгими, местное сопротивление стало более резким, сроки строительства значительно удлинились, а затраты взлетели до небес. [107] До 2012 года, [108] ни одной атомной электростанции в США не было разрешено начать строительство с года, предшествующего TMI.
В глобальном масштабе прекращение строительства атомных электростанций произошло с более катастрофической чернобыльской катастрофой 1986 года (см. график).
Первоначально ГПУ планировало отремонтировать реактор и вернуть его в строй. [109] Однако TMI-2 был слишком сильно поврежден и загрязнен, чтобы возобновить работу; Реактор был постепенно дезактивирован и окончательно закрыт. ТМИ-2 проработал всего три месяца, но теперь имел разрушенный корпус реактора и защитное здание, в которое было небезопасно ходить. Очистка началась в августе 1979 года и официально завершилась в декабре 1993 года, общая стоимость очистки составила около 1 миллиарда долларов. [19] Бенджамин К. Совакул в своей предварительной оценке крупных энергетических аварий в 2007 году подсчитал, что авария TMI нанесла в общей сложности 2,4 миллиарда долларов материального ущерба. [110]
Усилия были сосредоточены на очистке и дезактивации площадки, особенно на выгрузке топлива из поврежденного реактора. Начиная с 1985 года с площадки было вывезено почти 100 коротких тонн (91 т) радиоактивного топлива. Планированию и работе частично мешали слишком оптимистичные взгляды на ущерб. [111]
В 1988 году Комиссия по ядерному регулированию объявила, что, хотя дальнейшая дезактивация площадки второго энергоблока возможна, оставшаяся радиоактивность была достаточно локализована и не представляла угрозы здоровью и безопасности населения. Первый крупный этап очистки был завершен в 1990 году, когда рабочие завершили отправку 150 коротких тонн (140 тонн) радиоактивных обломков в Айдахо для хранения в Национальной инженерной лаборатории Министерства энергетики. Однако загрязненная охлаждающая вода, просочившаяся в здание защитной оболочки, просочилась в бетон здания, в результате чего радиоактивные остатки стало невозможно удалить. Соответственно, дальнейшие усилия по очистке были отложены, чтобы обеспечить снижение уровня радиации и воспользоваться потенциальными экономическими выгодами от совместного вывода из эксплуатации как энергоблока 1, так и энергоблока 2. [19]
После аварии расследование было сосредоточено на количестве выброса радиоактивности. Всего в окружающую среду было выброшено примерно 2,5 мегакюри (93 ПБк) радиоактивных газов и примерно 15 кюри (560 ГБк) йода-131 . [112] По данным Американского ядерного общества , используя официальные данные о выбросах радиоактивности, «Средняя доза радиации для людей, живущих в пределах 10 миль от станции, составляла восемь миллибэр (0,08 мЗв ) и не более 100 миллибэр (1 мЗв) для людей, живущих в пределах 10 миль от станции. Для любого отдельного человека восемь миллибэр примерно равны рентгенограмме грудной клетки , а 100 миллибэр — это примерно треть среднего фонового уровня радиации, полученного жителями США за год». [113]
По словам исследователя здравоохранения Джозефа Мангано, ранние научные публикации оценивали отсутствие дополнительных случаев смерти от рака в районе 10 миль (16 км) вокруг TMI, основываясь на этих цифрах. [84] Уровень заболеваемости в районах дальше, чем в 10 милях от завода никогда не исследовался. [84] Местная активность в 1980-х годах, основанная на отдельных сообщениях о негативных последствиях для здоровья, привела к началу научных исследований. Различные эпидемиологические исследования пришли к выводу, что авария не имела заметных долгосрочных последствий для здоровья. [12] [16] [114] [115]
Рецензируемая исследовательская статья доктора Стивена Винга выявила значительный рост заболеваемости раком в период с 1979 по 1985 год среди людей, живших в пределах десяти миль от TMI. [116] В 2009 году доктор Винг заявил, что выбросы радиации во время аварии, вероятно, были «в тысячи раз больше», чем оценки NRC. Ретроспективное исследование Ракового реестра Пенсильвании выявило повышенную заболеваемость раком щитовидной железы в некоторых округах к югу от TMI (хотя, в частности, не в самом округе Дофин) и в возрастных группах высокого риска, но не выявило причинной связи между этими заболеваемостью и авария. [13] [14] Лаборатория Тэлботта в Университете Питтсбурга сообщила об обнаружении нескольких небольших повышенных рисков рака среди населения с TMI. [15] Более недавнее исследование пришло к «результатам, согласующимся с наблюдениями других групп населения, подвергшихся радиационному воздействию», что повышает вероятность того, что радиация, выпущенная из [Три-Майл-Айленда], могла изменить молекулярный профиль [рака щитовидной железы] в популяции, окружающей TMI. ", устанавливая потенциальный причинный механизм, хотя и не доказывая окончательно причинную связь. [117]
Проект « Радиация и общественное здравоохранение» , организация, пользующаяся небольшим доверием среди эпидемиологов, [118] привела расчеты Мангано, которые показали всплеск детской смертности в населенных пунктах с подветренной стороны через два года после аварии. [84] [119] Неофициальные данные также фиксируют воздействие на дикую природу региона. [84]
Джон Гофман использовал свою собственную, не рецензируемую модель здоровья при низком уровне радиации, чтобы предсказать 333 дополнительных случая смерти от рака или лейкемии в результате аварии на Три-Майл-Айленде в 1979 году. [11]
Продолжающиеся эпидемиологические исследования TMI сопровождаются обсуждением проблем с оценкой доз из-за отсутствия точных данных, а также классификаций заболеваний. [120]
Авария TMI повысила авторитет антиядерных группировок и вызвала протесты по всему миру. [121] [122] Президент Картер, который специализировался на ядерной энергетике во время службы в ВМС США , после посещения станции заявил своему кабинету министров, что авария была незначительной, но, как сообщается, отказался сделать это публично, чтобы не оскорбить демократов, которые выступил против ядерной энергетики. [123]
Представители американской общественности, обеспокоенные выбросом радиоактивного газа в результате аварии, в последующие месяцы устроили многочисленные антиядерные демонстрации по всей стране. Самая крупная демонстрация прошла в Нью-Йорке в сентябре 1979 года, в ней приняли участие 200 000 человек, с речами выступили Джейн Фонда и Ральф Нейдер . [124] [125] [126] Митинг в Нью-Йорке проводился одновременно с серией ночных концертов «No Nukes» , проводимых в Мэдисон-Сквер-Гарден с 19 по 23 сентября организацией « Musicians United for Safe Energy» . В мае прошлого года около 65 000 человек, включая губернатора Калифорнии Джерри Брауна , приняли участие в марше и митинге против ядерной энергетики в Вашингтоне, округ Колумбия [125].
В 1981 году группы граждан добились успеха в коллективном иске против TMI, выиграв 25 миллионов долларов во внесудебном порядке. Часть этих денег была использована для создания Фонда общественного здравоохранения TMI. [127] В 1983 году большое федеральное жюри предъявило митрополиту Эдисону уголовные обвинения в фальсификации результатов испытаний на безопасность перед аварией. [128] В соответствии с соглашением о признании вины, Мет Эд признал себя виновным по одному пункту обвинения в фальсификации документации и не оспаривал шесть других обвинений, четыре из которых были сняты, а также согласился выплатить штраф в размере 45 000 долларов США и открыть счет в размере 1 миллиона долларов США для оказания помощи. с планированием действий в чрезвычайных ситуациях на территории вокруг завода. [129]
По словам Эрика Эпштейна, председателя Three Mile Island Alert, оператор завода TMI и его страховщики выплатили жителям не менее 82 миллионов долларов в виде публично задокументированной компенсации за «потерю доходов от бизнеса, расходы на эвакуацию и претензии по здоровью». [130] Однако коллективный иск , в котором утверждалось, что авария нанесла вред здоровью, был отклонен судьей окружного суда США в Гаррисберге Сильвией Рэмбо. Апелляция решения в Апелляционный суд третьего округа США также не удалась. [131]
Авария на Три-Майл-Айленде вдохновила Чарльза Перроу на создание Теории обычных аварий , которая пытается описать «непредвиденное взаимодействие множества отказов в сложной системе». TMI была примером аварии такого типа, поскольку она была «неожиданной, непонятной, неконтролируемой и неизбежной». [132]
Перроу пришел к выводу, что неудача на Три-Майл-Айленде была следствием огромной сложности системы. Он понял, что такие современные системы высокого риска склонны к сбоям, как бы хорошо ими ни управляли. Было неизбежно, что в конечном итоге они пострадают от того, что он назвал «обычной аварией». Поэтому, предположил он, нам было бы лучше подумать о радикальном изменении конструкции или, если это невозможно, полностью отказаться от такой технологии. [133]
«Обычные» аварии, или системные аварии , Перроу назвал так, потому что такие аварии неизбежны в чрезвычайно сложных системах. Учитывая характеристики задействованной системы, произойдет множество сбоев, которые взаимодействуют друг с другом, несмотря на усилия по их предотвращению. [134] События, которые поначалу кажутся тривиальными, каскадно распространяются и множатся непредсказуемо, создавая гораздо более масштабное катастрофическое событие. [135]
Обычные несчастные случаи внесли ключевые концепции в ряд интеллектуальных разработок 1980-х годов, которые произвели революцию в концепциях безопасности и риска. Он обосновал необходимость рассмотрения технологических сбоев как продукта высоко взаимодействующих систем и выделил организационные и управленческие факторы как основные причины сбоев. Технологические катастрофы больше нельзя было приписывать изолированным неисправностям оборудования, ошибкам операторов или стихийным бедствиям. [133]
После инцидента с TMI президент Джимми Картер заказал исследование « Отчет президентской комиссии об аварии на Три-Майл-Айленде» (1979). [88]
Адмирала Хаймана Дж. Риковера позже попросили рассказать Конгрессу, почему военно-морские ядерные силовые установки (используемые на подводных лодках ) не пострадали от аварий на реакторе, определяемых как неконтролируемый выброс продуктов деления в окружающую среду в результате повреждения активной зоны реактора. В своих показаниях Риковер сказал:
На протяжении многих лет многие люди спрашивали меня, как я управляю программой по военно-морским реакторам , чтобы они могли найти какую-то пользу для своей работы. Меня всегда огорчает тенденция людей ожидать, что у меня есть простой и легкий трюк, который заставит мою программу работать. Любая успешная программа функционирует как интегрированное целое множества факторов. Попытка выделить какой-то один аспект как ключевой не получится. Каждый элемент зависит от всех остальных. [136]
Блок 1, который не участвовал в аварии 1979 года, принадлежит Exelon Nuclear, дочерней компании Exelon .
После инцидента на TMI-2 NRC приостановила действие лицензии на эксплуатацию TMI-1, которая принадлежала и управлялась Metropolitan Edison Company (Met-Ed), одной из региональных коммунальных компаний General Public Utilities Corporation. В 1982 году жители трех округов, окружающих этот объект, подавляющим большинством голосов проголосовали за необязывающую резолюцию о окончательном выводе из эксплуатации энергоблока 1. В 1985 году Комиссия по ядерному регулированию 4 голосами против 1 позволила TMI-1 возобновить работу. [137] [138]
GPU сформировала General Public Utilities Nuclear Corporation в качестве новой дочерней компании, которая будет владеть и управлять ядерными объектами компании, включая Три-Майл-Айленд. В 1996 году General Public Utilities сократила свое название до GPU Inc.
В 1998 году GPU продала TMI-1 компании AmerGen Energy Corporation, совместному предприятию Philadelphia Electric Company (PECO) и British Energy . (GPU была по закону обязана продолжать обслуживать и контролировать TMI-2.) В 2001 году GPU была приобретена FirstEnergy Corporation и распущена, а обслуживание и администрирование энергоблока 2 было передано по контракту AmerGen.
В 2000 году PECO объединилась с корпорацией Unicom и образовала Exelon. В 2003 году Exelon выкупила оставшиеся акции AmerGen у British Energy.
В 2009 году Exelon Nuclear поглотила и распустила AmerGen. Наряду с энергоблоком TMI 1, Exelon Nuclear управляет электростанцией Клинтон и несколькими другими ядерными объектами. [139] [140] [141] [142] [143]
Блок 2 по-прежнему лицензируется и регулируется Комиссией по ядерному регулированию в состоянии, известном как контролируемое хранение после выгрузки топлива (PDMS). [144]
Реактор ТМИ-2 был окончательно остановлен, система охлаждения реактора была опорожнена, радиоактивная вода обеззаражена и испарилась, радиоактивные отходы вывезены за пределы площадки, реакторное топливо и большая часть обломков активной зоны отправлены за пределы площадки на объект Министерства энергетики, а остальная часть сайта контролируется. Владелец планировал оставить объект на долгосрочной основе, контролируя хранение до истечения срока действия лицензии на эксплуатацию завода ТМИ-1, после чего оба завода будут выведены из эксплуатации. [21]
В 2009 году КЯР продлила лицензию, которая позволила реактору ТМИ-1 работать до 19 апреля 2034 года. [145] [146] В 2017 году было объявлено, что эксплуатация прекратится к 2019 году из-за финансового давления со стороны недорогого природного газа. , если только законодатели не вмешаются, чтобы оставить его открытым. [147] Когда стало ясно, что закон о субсидиях не будет принят, Exelon решила вывести завод из эксплуатации. [148] Блок 1 TMI остановлен 20 сентября 2019 г. [149] После окончательного останова энергоблок 1 находится в стадии вывода из эксплуатации и переходит в статус SAFSTOR . [150]
В 2020 году сайт был приобретен TMI-2 Solutions, дочерней компанией EnergySolutions , с намерением очистить сайт за меньшие деньги, чем имеется в специальном фонде. [151] 8 мая 2023 года компания TMI-2 Solutions объявила, что 99% ядерного топлива очищено и что объект вступил в следующий этап очистки, который продлится до 2029 года. [152] [151 ] ] TMI-2 Solutions планирует завершить очистку и снести завод к 2052 году. [151]
15 марта 1979 года, за двенадцать дней до аварии, состоялась премьера фильма « Китайский синдром» , который поначалу вызвал негативную реакцию со стороны атомной энергетики, утверждавшей, что это «чистая выдумка» и « убийство личности всей отрасли». [153] В фильме тележурналист Кимберли Уэллс ( Джейн Фонда ) и ее оператор Ричард Адамс ( Майкл Дуглас ) тайно снимают крупную аварию на атомной электростанции во время записи сериала об атомной энергетике . В какой-то момент фильма чиновник сообщает персонажу Джейн Фонда, что взрыв на заводе «может сделать территорию размером со штат Пенсильвания навсегда непригодной для проживания». [154] После выхода фильма Фонда начал лоббировать против ядерной энергетики. Пытаясь противодействовать ее усилиям, Эдвард Теллер , физик-ядерщик и давний советник правительства по науке, наиболее известный своим вкладом в проект Теллера-Улама , сделавший возможным создание водородных бомб , лично лоббировал в пользу ядерной энергетики . [155] Вскоре после инцидента у Теллера случился сердечный приступ, и он пошутил, что он единственный человек, чье здоровье пострадало. [156]
«Мельтдаун: Три-Майл-Айленд» — документальный сериал из четырех частей, выпущенный Netflix 4 мая 2022 года. [157] В документальном фильме рассказывается о событиях, противоречиях и сохраняющихся последствиях аварии. [158] В сериале представлены Рик Паркс, инженер-ядерщик TMI, ставший разоблачителем; Лейк Барретт, независимый консультант по энергетике, который был директором NRC по очистке ТМИ-2; Эрик Эпштейн, председатель TMI Alert, организации по надзору за ядерной безопасностью в центральной Пенсильвании; Мичио Каку , американский физик-теоретик; и жители населенных пунктов, пострадавших от этого события. [159] [160] [161] [158]
Авария на Три-Майл-Айленде играет ключевую роль в романе Дженнифер Хэй « Жара и свет» , вышедшем в 2016 году . [162]
«Радиоактивность: Женщины Три-Майл-Айленда» — документальный фильм 2023 года об аварии. [163]
Общий:
Пересмотренная Международная шкала ядерных и радиологических событий (ИНЕС) расширяет сферу применения.
Уровень 5: Авария с более широкими последствиями; Три-Майл-Айленд, США, 1979 г. – Серьезное повреждение активной зоны реактора.
Трубы парогенератора, паровая турбина, конденсатор и связанные с ними трубы, насосы и нагреватели используются для преобразования тепловой энергии системы теплоносителя реактора в механическую энергию для выработки электроэнергии. Чаще всего используется в отношении реакторов с водой под давлением.
Первая система (также называемая системой теплоносителя реактора) состоит из корпуса реактора, парогенераторов, насосов теплоносителя реактора, компенсатора давления и соединительных трубопроводов. Контур теплоносителя реактора — это насос теплоносителя реактора, парогенератор и трубопровод, соединяющий эти компоненты с корпусом реактора. Основная функция системы теплоносителя реактора — передача тепла от топлива к парогенераторам. Вторая функция — удерживать любые продукты деления, выходящие из топлива.
Комиссия пришла к выводу, что Met Ed, GPU, Babcock & Wilcox и NRC разделяют ответственность за недостатки в обучении операторов. Эти недостатки усугублялись конструктивными недостатками, которые подорвали усилия персонала станции по ликвидации аварии. Они включали в себя какофонию недифференцированных сигналов тревоги, неудобное расположение приборов и органов управления, а также отсутствие четких индикаторов ни уровня воды в сосуде высокого давления, ни положения застрявшего открытого ПОРВ.
... мы получаем 333 смертельных случая рака или лейкоза..
Заболеваемость раком щитовидной железы не увеличилась в округе Дофин, округе, в котором расположен TMI. Округ Йорк продемонстрировал тенденцию к увеличению заболеваемости раком щитовидной железы, начиная с 1995 года, примерно через 15 лет после аварии на TMI. В округе Ланкастер наблюдался значительный рост заболеваемости раком щитовидной железы, начиная с 1990 года. Однако эти данные не указывают на
причинно-следственную
связь с аварией с TMI.
NRC провел подробные исследования радиологических последствий аварии, а также Агентство по охране окружающей среды, Министерство здравоохранения, образования и социального обеспечения (ныне Министерство здравоохранения и социальных служб), Министерство энергетики и Содружество Пенсильвании. Несколько независимых групп также провели исследования. По оценкам, около 2 миллионов человек, находившихся вокруг ТМИ-2 во время аварии, получили среднюю дозу радиации всего лишь примерно на 1 миллибэр выше обычной фоновой дозы. Для сравнения: облучение при рентгенографии грудной клетки составляет около 6 миллибэр, а доза естественного радиоактивного фона в этом районе составляет около 100–125 миллибэр в год. Максимальная доза аварии для человека на границе площадки составила бы менее 100 миллиграммов выше фона. В течение нескольких месяцев после аварии, хотя и поднимались вопросы о возможных неблагоприятных последствиях радиации для людей, животных и растений в районе TMI, ни один из них не мог быть напрямую связан с аварией. Тысячи проб воздуха, воды, молока, растительности, почвы и продуктов питания были собраны различными правительственными учреждениями, осуществляющими мониторинг этого района. Очень низкие уровни радионуклидов можно объяснить выбросами в результате аварии. Всесторонние исследования и оценки, проведенные несколькими уважаемыми организациями, такими как Колумбийский университет и Питтсбургский университет, пришли к выводу, что, несмотря на серьезные повреждения реактора, фактический выброс оказал незначительное воздействие на физическое здоровье людей или окружающую среду.
TMI1 не работал, поскольку был остановлен для плановой дозаправки.
Цепочка событий, вызвавшая тяжелую аварию на ТМИ-2 и расплавившую значительную часть ее активной зоны, началась вполне невинно в 4:00 утра.
Система, используемая для отбора энергии из активной зоны реактора и прямой или косвенной передачи этой энергии паровой турбине.
Резервуар или сосуд, который действует как напорный резервуар (или уравнительный объем) для контроля давления в реакторе с водой под давлением.
Компрессор PWR представляет собой сосуд с жидкой водой в нижней части и насыщенным паром в верхней части. Компрессор используется для регулирования давления теплоносителя первого контура (≈ 150 бар) в реакторах PWR и CANDU. Компрессор соединен с одним из трубопроводов горячей ветви длинной уравнительной линией. Из-за контакта пара и жидкой воды вода также находится при температуре насыщения в установившемся состоянии. Брызги более прохладной воды поступают сверху, а электрические нагреватели внизу нагревают жидкую воду. Стационарное состояние может быть нарушено притоком или оттоком воды, изменениями температуры воды на входе, изменениями расхода орошения или изменениями мощности нагревателя. Система управления нагнетателем PWR может изменять давление путем регулирования мощности нагревателя и/или расхода распыления.
Назначением компенсатора давления является регулирование давления в первом контуре при номинальном давлении теплоносителя 2250 фунтов/дюйм 2 (≈ 153 бар). Давление в первичном контуре регулируется путем модуляции мощности нагревателя и расхода струи из холодной ветви… Вода в нагнетателе — единственная свободная поверхность в системе теплоносителя первого контура. На полной мощности компенсатор давления содержит 60% своего объема воды. Изменения уровня воды в нагнетателе обычно являются результатом изменений плотности воды, вызванных изменениями средней температуры охлаждающей жидкости… Система, называемая… Система подпитки и очистки контролирует уровень воды в нагнетателе… Вода впрыскивается в систему теплоносителя первого контура для увеличения нагнетателя. уровень воды до заданного значения. Система снижения потока снижает уровень воды… (другие функции) — очистка воды с помощью фильтров и деминерализаторов, а также контроль концентрации растворимых ядов путем добавления или удаления борной кислоты.
Резервуар для слива охлаждающей жидкости реактора (RCDT) предназначен для конденсации и охлаждения пара, выходящего из предохранительных и предохранительных клапанов компенсатора давления, если они когда-либо сработают. Резервуар также служит местом сбора для системы утилизации жидких отходов. Пар, выпускаемый из кодовых предохранительных и предохранительных клапанов, поступает в резервуар через разбрызгивающие сопла и конденсируется содержащейся в резервуаре водой. Если предохранительные клапаны поднимутся, в коллектор резервуара будет выпущено 1 400 000 фунтов/час насыщенного пара под давлением 490 фунтов на квадратный дюйм. Предполагается, что течение пара в резервуаре длится 15 секунд. Пиковое давление и температура в резервуаре (за пределами коллектора барботера) будут наблюдаться в конце продувки паром и составят 30 фунтов на квадратный дюйм и 200°F. Защита от избыточного давления для RCDT обеспечивается предохранительным клапаном с уставкой 90 фунтов на квадратный дюйм и разрывным диском с настройкой 100 фунтов на квадратный дюйм.
Функция системы байпаса турбины заключается в удалении избыточной энергии из системы теплоносителя реактора путем сброса установленного процента номинального основного потока пара непосредственно в главные конденсаторы, т.е. в обход турбины. Это тепло отводится в конденсатор через клапаны сброса пара.
Закрытие вторичной системы привело к быстрому росту температуры и давления в первичной системе, главным образом потому, что парогенераторы больше не могли отводить тепло от воды, поступающей из активной зоны. В результате через восемь секунд после отключения насосов очистки реактор автоматически заблокировался. Стержни управления вошли в активную зону и прекратили выработку тепла в результате ядерного деления. Но проблема борьбы с остаточным теплом осталась...
Когда поток питательной воды прекратился, температура теплоносителя реактора возросла. Быстро нагревающаяся вода расширялась. Уровень компрессора (уровень воды внутри бака компенсатора) поднялся, и пар в верхней части бака сжался. Давление внутри нагнетателя достигло 2255 фунтов на квадратный дюйм, что на 100 фунтов на квадратный дюйм больше обычного. Затем клапан наверху компенсатора, называемый предохранительным клапаном с пилотным управлением, или PORV, открылся – как и было задумано – и пар и вода начали вытекать из системы теплоносителя реактора через сливную трубу в резервуар на полу реактора. здание содержания. Однако давление продолжало расти, и через 8 секунд после срабатывания первого насоса реактор ТМИ-2 – как он и был спроектирован – заработал: его управляющие стержни автоматически упали в активную зону реактора, чтобы остановить его ядерное деление.
(v) В 1978 году пересмотр процедуры надзора за ТМИ-2 для запорных клапанов аварийной питательной воды нарушил технические характеристики ТМИ-2, но в то время никто этого не осознал. Утверждение изменения в процедуре наблюдения не было сделано в соответствии с собственными административными процедурами Met Ed. <vi/>Работа контрольных тестов не была должным образом проверена, чтобы убедиться в правильности соблюдения процедур. В день аварии запорные краны аварийной питательной воды, которые должны были быть открыты, были закрыты. Возможно, их оставили закрытыми во время проверки двумя днями ранее.
Судя по всему, клапаны были закрыты для планового технического обслуживания в нарушение одного из самых строгих правил Комиссии по ядерному регулированию. Правило просто гласит, что вспомогательные питательные насосы никогда не могут быть отключены для технического обслуживания во время работы реактора.
На ТМИ-2 ПОРВ открылся через три секунды после срабатывания конденсатных насосов, как и было задумано. К сожалению, десять секунд спустя, после того как температура и давление в первичной системе снизились, она не закрылась должным образом. Открытый предохранительный клапан позволил выйти растущему количеству теплоносителя реактора. Это был не первый случай, когда PORV застревал в открытом состоянии на TMI-2, и это была хроническая проблема на заводах Babcock & Wilcox. Такая же последовательность событий произошла в Дэвис-Бессе в 1977 году. В этом случае оператор обнаружил, что клапан открыт, и немедленно заблокировал его.
После инцидента на ТМИ-2 годом ранее, во время которого PORV застрял в открытом состоянии, в диспетчерской был установлен индикатор. Этот свет показывал только то, что был отправлен сигнал о закрытии клапана, но не показывал, действительно ли клапан закрыт, и это способствовало путанице во время аварии.
Неверная информация. Индикатор состояния PORV представляет собой одиночный красный индикатор, расположенный на панели 4. Этот индикатор загорается, когда на PORV передается электрический сигнал на открытие, и гаснет, когда передается сигнал на закрытие клапана. Как показано на рисунке 3, индикатор имеет надпись «Свет горит – RC-R V2 открыт». Такая конструкция является нарушением основных принципов HFE, на которые ссылается следующее положение MIL-STD-1472B, параграф 5.2.2.1.4-. «Отсутствие или погасание сигнала или визуальной индикации не должно использоваться для обозначения «добро», «готовности», «недопускаемости» или состояния завершения... Изменения в состоянии дисплея должны означать изменения в функциональном состоянии. а не только результаты срабатывания органов управления».
Световой индикатор в диспетчерской показывает, когда PORV получил команду закрыться, то есть когда отключается питание соленоида открытия клапана, но не показывает, когда клапан фактически закрывается. Теперь известно, что клапан на самом деле не закрылся так, как предполагалось. Однако у операторов не было прямого способа узнать об этом.
В диспетчерской установлен индикатор, подключенный к механизму открытия и закрытия предохранительного клапана: при подаче электроэнергии на соленоид, позволяющий клапану открыться, свет загорается; когда пониженное давление в нагнетателе отключает питание соленоида, позволяя клапану закрыться, свет гаснет. К сожалению, этот свет является лишь доказательством того, что энергия достигает механизма открытия клапана; это лишь косвенное свидетельство фактического состояния самого клапана, т. е. сейчас питание соленоида отключено, и свет показывает это, но клапан остается открытым. По иронии судьбы, в день, который будет отмечен неоднократным отказом операторов и руководителей верить зловещим показаниям приборов мониторинга реактора, они решили быть введенными в заблуждение этим носителем того, что они считали хорошими новостями.
Более важным фактором, способствующим неспособности операторов осознать, что происходит LOCA, является индикатор уровня воды в компенсаторе давления. Их обучение работе с этим конкретным оборудованием научило операторов тому, что единственным надежным способом проверки количества охлаждающей жидкости в системе является индикатор, показывающий уровень воды в нагнетателе. (В этом реакторе Бэбкока и Уилкокса нет прибора для измерения, как это делает газовый манометр в автомобиле, количества жидкости в активной части контура теплоносителя реактора — или, проще говоря, глубины воды вокруг реактора. топливные стержни.) Если уровень в компенсаторе давления остается высоким, операторы не обучены предвидеть утечку охлаждающей воды из первичной системы. Действительно, обучение операторов в Met Ed, в B&W, даже во время службы на флоте, говорит этим людям, что состояние, которого следует избегать любой ценой, - это «затвердевание», позволяющее нагнетателю наполняться водой и, таким образом, терять способность регулировать систему. давление посредством контроля парового пузыря компрессора. Обучение и письменные инструкции по чрезвычайным ситуациям операторов никогда не предполагали аварию с потерей охлаждающей жидкости через верхнюю часть самого компенсатора давления, как это происходит сейчас. При открытом предохранительном клапане пузырек пара исчезает, как джинн, вылетающий через клапан, а следом за ним и охлаждающая вода. Давление в системе продолжает оставаться низким — признак аварии, связанной с потерей охлаждающей жидкости. Но указатель уровня воды в компрессоре продолжает расти. Почему это?
Однако, следуя книге, как их учили, операторы продолжают читать показания компенсатора в старом режиме: Уровень охлаждающей жидкости повышается; Ради всего святого, система работает надежно. Убедившись в этой логике, что система действительно перегружена теплоносителем, операторы отключают аварийную систему и резко снижают расход от насосов HPI. Это человеческое вмешательство в автоматическую цепочку событий, не противоречащее обучению операторов, но оно будет иметь ужасающие последствия. По указанию Зеве оператор Эд Фредерик выключает один насос HPI и снижает расход другого с максимального значения 400 галлонов в минуту (галлонов в минуту) до примерно половины этого расхода. Он не только дросселирует HPI, Фредерик также поднимает пробку в нижней части системы теплоносителя реактора, чтобы максимизировать «разгрузку» через обычную «систему подпитки и спуска», которая, как и система фильтрации бассейна, постоянно работает над очисткой теплоносителя первого контура реактора. вода. Результатом этих двух действий является минимальное количество воды, добавляемой в систему. Эта мизерная скорость потока, возможно, 25 галлонов в минуту, будет продолжаться большую часть следующих 3 часов и более чем компенсируется количеством охлаждающей жидкости, теряемой каждую минуту через застрявший открытый PORV.
(1) (Операторы)... отклонят два предупреждения от термометра, показывающего температуру нагнетания предохранительного клапана примерно на 100 градусов выше нормального диапазона. (Зеве ошибочно сообщается, что они примерно на 50 градусов ниже, чем они есть на самом деле.) Он объясняет несоответствие тем фактом, что PORV все равно протекал, а также остаточным теплом от раннего выпуска пара из PORV, когда он открылся. (предположительно) всего на несколько секунд. (2) В 4:14
утра, когда последовательность событий едва прояснилась, появились и другие заметные признаки того, что предохранительный клапан все еще открыт. Продолжающийся слив теплоносителя в бак слива теплоносителя реактора из заклинившего в открытом положении предохранительного клапана приводит к повышению давления в баке. (3) Когда давление достигает 192 фунтов на квадратный дюйм, разрывной диск в верхней части резервуара разрывается. Зеве замечает это около 4:20... При открытом разрывном диске теплоноситель из заклинившего открытого клапана, попадая в бак слива теплоносителя реактора, переливается из бака на пол здания защитной оболочки реактора. (4) В 4:38
утра оператор вспомогательного здания сообщает, что автоматические насосы отстойника (слива в полу) перекачивают эту воду в соседнее вспомогательное здание... (5) К 5:00
утра температура внутри Температура в здании содержания выросла с 120°F до 170°F, а давление в здании увеличилось с 0 до 2,5 фунтов на квадратный дюйм — еще один признак того, что PORV застрял в открытом состоянии.
... проверяет приборы теплоносителя реактора и быстро приходит к выводу, что в «горячих ветвях» - трубах, ведущих от реактора к парогенераторам - контура теплоносителя реактора есть пузырь пара. Поскольку давление в системе охлаждающей жидкости настолько низкое, где-то еще должен быть пузырь, который расширяется и выталкивает воду в компенсатор давления. «Я подошел к компьютеру, — позже расскажет он, — и выбил температуру как на [предохранительных] клапанах, так и на электроматических (
другой термин для PORV
) предохранительных клапанах». Основываясь на показаниях, показывающих, что линия нагнетания предохранительного клапана примерно на 30 градусов горячее, чем линии нагнетания предохранительного клапана, Мелер отвергает показания уровня компрессора и приходит к новому выводу: PORV протекает. Мелер приказывает закрыть запорный клапан PORV... пришел к совершенно правильному решению всего через 20 минут после того, как прибыл на место происшествия только что снаружи.
Наконец... начальник смены, только что прибывший на завод... на основании показаний давления и температуры в первом контуре пришел к выводу, что PORV по крайней мере частично открыт. Он не был уверен в том, что происходит в активной зоне, но полагал, что никакого вреда, а, возможно, и некоторой пользы, нельзя добиться, перекрыв аварийный предохранительный клапан. В 6:22 он приказал закрыть резервный клапан PORV, называемый запорным клапаном. К тому времени из заклинившего открытого ПОРВ вытекло около тридцати двух тысяч галлонов охлаждающей жидкости, более трети объема в первой системе. Никто из сотрудников диспетчерской не предпринял никаких действий, чтобы определить, как долго PORV был открыт, или заменить вытекшую охлаждающую жидкость. Закрытие запорного клапана было разумным решением, но само по себе недостаточно для предотвращения серьезного повреждения активной зоны, которое вызвало оставление PORV открытым примерно на два часа двадцать минут.
В 6:56 утра один из начальников станции (по разным данным) объявил о чрезвычайной ситуации на объекте. План действий в чрезвычайных ситуациях для TMI-2 предписывал предпринимать эти действия, если сигналы радиационной тревоги звучали более чем в одной зоне. Аварийная ситуация на объекте означала, что существовала возможность «неконтролируемого выброса радиоактивности» в пределах станции. Это потребовало эвакуации пострадавших зданий, закрытия ворот, ведущих на завод, и уведомления NRC и штата Пенсильвания. Менее чем через полчаса... начальник станции Три-Майл-Айленд объявил общую чрезвычайную ситуацию... Новые и тревожно высокие показатели радиации в здании содержания убедили его объявить общую чрезвычайную ситуацию, которая была определена как наличие "потенциальной опасности". за серьезные радиологические последствия для здоровья и безопасности населения».
Торнбург возложил ответственность за сбор и сообщение информации об аварии на Скрэнтона из-за своей уверенности в способностях и честности вице-губернатора.
Уровни, измеренные за пределами TMI-2 28 марта, по любым стандартам были очень небольшими и вряд ли представляли угрозу общественному здоровью — до тех пор, пока они не возникали постоянно в течение длительного периода. У Мет Эда было двадцать приборов для измерения радиоактивности окружающей среды в окрестностях объекта. Хотя один монитор дымовой трубы, который был откалиброван для измерения очень низких уровней радиации, вышел за пределы шкалы на ранних этапах аварии, показания других приборов предоставили достаточно надежную информацию о выбросах на станции. Самое высокое значение составило 7 миллибэр в час; большинство измерений находились в диапазоне 1 миллибэр в час или меньше. Эти значения были намного ниже количества радиации, обычно присутствующей в окружающей среде.
...Скрэнтон провел вторую за день пресс-конференцию... "На данный момент мы считаем, что опасности для здоровья населения по-прежнему нет". Заявления Скрэнтона не оставили сомнений в том, что государство списало коммунальное предприятие со счетов партнера по реагированию на аварию. Штат надеялся, что благодаря сотрудничеству с NRC он получит большую выгоду от своих усилий по охране общественного здоровья. Как вспоминал Кричлоу: «Я думаю, мы просто инстинктивно предпочитали иметь дело с людьми NRC».
Как и Хендри , Гилинский считал это поводом для беспокойства, но не тревоги. Он старался соблюдать ранее запланированные встречи, чтобы избежать возникновения кризиса, и в качестве исполняющего обязанности председателя большую часть дня проводил, отвечая на телефонные вопросы членов Конгресса и репортеров.
По традиции, структуре и уставным полномочиям агентство было плохо подготовлено и плохо оснащено для борьбы с аварийной ситуацией на атомной электростанции. Это было не оперативное агентство, которое управляло заводами или выполняло действия в чрезвычайных ситуациях, а совещательное агентство, которое создавало правила, рассматривало заявки на получение лицензий и проводило проверки. У него не было полномочий указывать коммунальному предприятию, что ему следует делать для стабилизации реактора, не было возможности эксплуатировать станцию, а также не было полномочий отдать приказ об эвакуации прилегающей территории. Его роль в основном ограничивалась сбором информации и выработкой рекомендаций. У NRC не было командной структуры для реагирования на крупную аварию.
Воздействие радиоактивных выбросов на население в окрестностях Три-Майл-Айленда, измеренное во время аварии, если таковое имело место, безусловно, будет неизмеримым и необнаружимым. В ходе аварии было выброшено около 2,5 миллионов кюри радиоактивных благородных газов и 15 кюри радиоактивного йода. В результате этих выбросов средняя доза составила 1,4 мбэр примерно для двух миллионов человек, проживающих на территории объекта. Эта средняя доза составляет менее 1 % годовой дозы как от естественного радиационного фона, так и от медицинской практики. Дозу 1,4 мбэр можно также сравнить с разницей годовых доз фонового излучения при проживании в кирпичном и каркасном доме, дополнительно 14 мбэр/год; или проживание на больших высотах в Денвере, а не в Гаррисберге, дополнительно 80 млн бэр в год.
В среднем житель США получает годовую дозу радиации от природных источников около 310 миллибэр (3,1 миллизиверт или мЗв). Две трети этого воздействия приходится на газы радон и торон. Остальное приходится на космическую, земную и внутреннюю радиацию. Искусственные источники радиации от медицинской, коммерческой и промышленной деятельности вносят примерно на 310 мбэр больше в наше ежегодное облучение. Среди крупнейших из этих источников — компьютерная томография, на долю которой приходится около 150 мбэр. Другие медицинские процедуры составляют еще около 150 млн бэр в год. Некоторые потребительские товары, такие как табак, удобрения, сварочные стержни, указатели выхода, светящиеся циферблаты часов и детекторы дыма, приносят около 10 мбэр в год. На круговой диаграмме (на странице) показаны источники, составляющие среднегодовую дозу радиации в США, равную 620 мбэр.
Еще один важный вопрос, который подняла очистка здания защитной оболочки, заключался в том, почему с завода не утекло больше радиоактивного йода. Хотя в результате аварии в окружающую среду было выброшено до 13 миллионов кюри радиоактивных благородных газов, в результате было выброшено очень мало гораздо более опасного йода-131. Кюри — это единица измерения, ранее использовавшаяся для обозначения скорости распада (или уровня активности) радиоактивных веществ. Из примерно 64 миллионов кюри йода-131, находившегося в активной зоне на момент аварии, в атмосферу вытекло менее 20 кюри. Это был гораздо меньший выброс йода-131, чем предполагали эксперты по реакторам, прогнозируя последствия тяжелой аварии на реакторе перед Три-Майл-Айлендом. Исследователи обнаружили, что большая часть йода-131 в активной зоне соединилась с другими элементами, образовав соединения, которые растворялись в воде или прикреплялись к металлическим поверхностям в здании содержания. В условиях активной зоны и здания реактора йод не оставался в газообразном состоянии достаточно долго, чтобы выйти из станции в окружающую среду.
Арни Гундерсен — инженер-ядерщик и бывший руководитель атомной отрасли, ставший разоблачителем — провел свой собственный анализ, которым он впервые поделился на симпозиуме в Гаррисберге на прошлой неделе. «Я думаю, что цифры на сайте NRC занижены в 100–1000 раз», — сказал он.
Возгорание водорода произошло практически на всей территории защитной оболочки объемом 2 033 000 футов3 (57 600 м3) в течение примерно 12 с. Менее 5% жжения возникло в первые 6 с, менее 40% — в течение следующих 3 с и более половины жжения — в течение последних 3 с. Никакой детонации не было. Самым горячим газом был газ, который сгорел примерно за 6 с до окончания горения. Несмотря на то, что после сгорания газ отдавал тепло несгоревшему газу и окружающим поверхностям, нагрев при сжатии преобладал и значительно повышал его температуру до тех пор, пока давление не достигло пика.
Перед горением (дефлаграцией) водород хорошо смешивался с воздухом защитной оболочки. Средняя концентрация водорода была рассчитана как 7,9% во влажном состоянии. Возгорание водорода произошло на всех трех уровнях защитной оболочки. Горение началось где-то на самом нижнем уровне; вероятно, на западной стороне. Несмотря на то, что время горения составляло около 15 секунд, почти все горение происходило в течение 6-секундного периода. Более половины возгораний произошло в течение последних 3 секунд.
За кризисом на Три-Майл-Айленде вскоре последовало несколько обширных расследований. NRC, штат Пенсильвания, комитеты Конгресса и группы атомной промышленности спонсировали важные исследования, но наиболее заметные расследования были проведены Президентской комиссией по аварии на Три-Майл-Айленде. В обращении к нации об энергетической политике 5 апреля 1979 года президент Картер объявил, что создаст независимую комиссию, «чтобы расследовать причины» Три-Майл-Айленда и «дать рекомендации о том, как повысить безопасность атомных электростанций». ." Шесть дней спустя он официально учредил комиссию и назвал в нее одиннадцать человек (некоторое время спустя был добавлен двенадцатый). Планируемая стоимость исследования составила около 1 миллиона долларов. Белый дом сознательно избегал включения в комиссию кого-либо, кто был связан с сильными про- или антиядерными взглядами.
Комиссия Кемени действовала в условиях жестких ограничений по времени. Президент поручил комитету представить окончательный отчет по Три-Майл-Айленду в течение шести месяцев после первого заседания. Комиссия провела расследование, назначив сотрудников и консультантов в целевые группы, которые изучали технические вопросы, роль NRC и Met Ed, готовность к чрезвычайным ситуациям, общественную информацию и последствия для здоровья. Проведя серию публичных слушаний, получив более 150 показаний и собрав около трехсот кубических футов документов, он представил свои выводы Картеру 30 октября 1979 года и обнародовал их на следующий день. Завершенное исследование состояло из 179-страничного обзора и девяти томов отчетов целевой группы общим объемом более 2200 страниц.
Комиссия выдвинула суровое обвинение Бэбкоку и Уилкоксу, Met Ed, GPU и NRC. Оно пояснило, что у него нет полномочий делать выводы о будущем атомной промышленности или проводить сравнения ядерной энергетики с другими источниками энергии. Он не намеревался показать ни то, что «ядерная энергетика по своей сути слишком опасна, чтобы позволить ей продолжать свое существование и расширяться», ни то, что «стране следует агрессивно продвигаться вперед по развитию дополнительной коммерческой ядерной энергетики». Скорее, комиссия предположила, что «если страна желает по более серьезным причинам противостоять рискам, которые по своей сути связаны с ядерной энергетикой, необходимы фундаментальные изменения, чтобы эти риски удерживались в допустимых пределах». Он утверждал, что критические улучшения в безопасности реакторов требуют серьезного пересмотра, если не революции, в организации, практике, процедурах и, прежде всего, «мышлении» атомной промышленности и NRC.
Чтобы предотвратить такие серьезные ядерные аварии, как на Три-Майл-Айленде, потребуются фундаментальные изменения в организации, процедурах и практике – и, прежде всего, – в подходах Комиссии по ядерному регулированию и, в той степени, в которой институты, которые мы исследовали, являются типичными, атомной отрасли.
В течение некоторого времени после аварии, прежде чем были четко поняты фактические условия повреждения, ГПУ предполагало, что установка вернется в строй. На это были направлены обширные усилия по планированию.
Существовал устойчивый оптимизм в отношении того, что ущерб, нанесенный за пределами известных районов, не был таким серьезным, как можно было бы предположить по некоторым оценкам. На самом деле все было хуже.
Однако эти данные не обеспечивают причинно-следственной связи с аварией TMI.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )NRC будет продолжать обеспечивать лицензионный надзор и инспекции завода до тех пор, пока завод не будет полностью выведен из эксплуатации, включая проверки независимой установки для хранения отработавшего топлива (ISFSI), пока отработавшее топливо не будет окончательно удалено с площадки и лицензия не будет прекращена.
40 ° 09'12 "с.ш. 76 ° 43'31" з.д. / 40,15329 ° с.ш. 76,72534 ° з.д. / 40,15329; -76,72534