Аварията в АЕЦ „Три Майл Айлънд“ (1979): причини и последствия

Аварията в Три Майл Айлънд (1979) — подробен анализ на причините, операторските грешки, регулаторните провали и последствията за ядрената безопасност.

Аварията в атомната електроцентрала Три Майл Айлънд в Пенсилвания през 1979 г. е едно от най-обсъжданите и анализирани събития в историята на ядрената енергетика в САЩ. Много наблюдатели смятат това събитие за повратна точка за ядрената енергетика в страната: инцидентът предизвика широк обществен интерес, критики към регулаторните органи и индустрията и доведе до дълготрайни промени в безопасността, обучението и управлението на аварии. Електроцентралата се намира близо до Харисбърг, Пенсилвания. Аварията започва в сряда, 28 март 1979 г., и води до частично разтопяване на активната зона на блок 2. Реакторът с вода под налягане на блок 2 е бил с мощност 900 MWe.

Какво точно се случи

Аварията започва с поредица технически откази, които включват загуба на подаваща вода за вторичната верига и автоматично спиране (scram) на реактора. По-нататъшното развитие обаче е резултат от комбиниран ефект между повреда в оборудването и погрешни решения на операторите. Ключов технически момент беше запушване/прилепване на пилотно-контролирания клапан за облекчение (PORV) на пресуризатора: клапанът се отваряше, но остана механично отворен, освобождавайки охлаждаща вода от първичната верига. Индикаторите в операторската зала давали противоречива информация: показателите за ниво в пресуризатора се покачвали (защото въздух/пара запълвали част от съда), докато действителното ниво в активната зона спадало.

Операторите, тълкувайки данните като симптом на „преокачване“ на системата, прекъсват някои автоматични системи за възстановяване и намаляват подаването на охлаждаща вода. В резултат на това част от активната зона останала неадекватно охладена и настъпило частично разтопяване на ядреното гориво. По време на обработката на инцидента в горната част на съда за налягане се образувало балонче от водород и пара — факт, който допълнително повишил опасенията за възможно възпламеняване или експлозия.

Причини — технически и човешки фактори

Причините за инцидента са комбинирани и могат да бъдат групирани в две основни категории:

• Технически фактори: откази и проектиране, които позволиха на PORV да остане отворен след спиране, неинформативни или подвеждащи индикатори и липса на сигнали, които ясно да показват състоянието на клапана.
• Човешки и организационни фактори: недостатъчно обучение на операторите за сценарии на тежки аварии, лоша координация между екипите и неадекватни процедури за вземане на решения при нестандартни условия; слаба комуникация и регулаторен контрол.

Операторите на реактори не бяха обучени да се справят с условията на авария, а NRC не беше установила ефективна комуникация с комуналните предприятия. Освен това, след възникването на аварията, границите на правомощията се оказаха зле определени. Обществеността получи противоречиви съобщения, които предизвикаха ненужна паника и евакуация. Именно тези системни слабости на регулаторната система позволиха на талантливите хора да направят грешките, които направиха.

Опасността от газообразния водород

По време на аварията се образува голям балон с водород в горната част на съда за налягане. Това предизвикваше страхове, че водородът може да се смеси с кислород и да се възпламени или дори да експлодира, което би могло да повреди корпуса и да увеличи риска от освобождаване на радиоактивни материали.

Въпреки че мненията се различаваха, някои експерти по реакторите се опасяваха, че с течение на времето мехурчето водород може да стане запалимо или, което е по-малко вероятно, взривоопасно, като се комбинира със свободния кислород в съда. Ако балонът се възпламени или експлодира, той може да разкъса корпуса под налягане и да изтласка повредената активна зона на реактора в защитната сграда. Загубата на съда не би направила пробива на защитната зона неизбежен, но би увеличила риска от катастрофално изпускане на радиация.

В крайна сметка балонът не се възпламени и корпусът на реактора устоя — това беше ключов факт, който предотврати значително по-тежки последици.

Последствия и почистване

В резултат на инцидента значителна част от активната зона на блок 2 беше частично разтопена — според оценки, около половината от горивото е било повредено или деградирано. Въпреки това корпусът под налягане и защитната ограда (containment) не бяха разрушени, което ограничило мащаба на външното радиоактивно изпускане. На атмосферата са освободени предимно малки количества летливи радионуклиди, но няма информация за масивни и незабавни здравни катастрофи.

Почистването и деконтаминацията на TMI-2 започна скоро след инцидента и отне около 11 години, като общата цена за операциите и възстановяването е приблизително 1 милиард щатски долара. Блок 2 никога не бе върнат в експлоатация и остава изведен от производство; блок 1 продължи да работи още години след инцидента.

Регулаторни реформи и дългосрочни ефекти върху индустрията

Аварията доведе до силен натиск върху NRC (Американската комисия по ядрена регулация) и цялата ядрената индустрия да подобрят процедурите, обучението и комуникацията. Някои от основните последици бяха:

• Засилване на изискванията за обучение на операторите и въвеждане на по-реалистични симулации и тренировки за аварийни ситуации.
• Подобряване на системите за индикация и аларми, преоценка на човешкия фактор и интерфейси в контролните зали.
• По-строга регулаторна инспекция и нови изисквания за аварийно планиране и комуникация с обществеността.
• Засилване на антиядреното движение и повишаване на общественото недоверие към ядрените проекти — някои планирани реактори бяха отменени и инвестициите в ядрената енергетика в САЩ спаднаха значително.

J. Самюъл Уокър предполага, че аварията в TMI е предизвикала широка критика към ядрената технология, ядрената индустрия и NRC. Критиците упрекват индустрията и NRC за лошата им работа както преди, така и след аварията. Международното внимание, привлечено от кризата, удвои решимостта и повиши доверието в антиядреното движение. Вероятно ядрената индустрия на Съединените щати никога не се е възстановила.

Проучвания за здравни ефекти

Многобройни изследвания са направени за дългосрочните здравни последици от излъчването вследствие на аварията. Резултатите са противоречиви, но общата констатация на повечето големи проучвания е, че ако има увеличение на раковите заболявания или други сериозни ефекти, то е малко и статистически често може да се разглежда като случаен. Няма консенсус за значимо увеличаване на общата смъртност или масови здравни последици, свързани пряко с аварията.

Уокър съобщава, че проучванията за дългосрочните ефекти от радиацията в резултат на аварията са довели до противоречиви заключения, но изглежда, че всяко увеличение на раковите заболявания е достатъчно слабо, за да се случи случайно.

Кратко резюме

Аварията в Три Майл Айлънд е пример за това как комбинация от технически проблеми и човешки/организационни пропуски може да доведе до тежка ядрена авария. Благодарение на редица фактори — включително запазването на целостта на корпуса и навременните мерки за ограничаване на изпускането — инцидентът не предизвика масова радиационна катастрофа, но имаше дълготрайни последици за регулацията, общественото доверие и развитието на ядрената енергетика в САЩ.

Въпроси и отговори

Въпрос: Коя е датата на аварията в Три Майл Айлънд?

В: Къде се случи аварията в Три Майл Айлънд?

В: Колко голям е бил реакторът с вода под налягане на блок 2?

В: Какво предизвика кризата в централата TMI?

В: Кой беше най-големият източник на безпокойство по време на кризата в ТМИ?

Търсене по буква