三哩岛核泄漏事故:美国最严重的核事故,清理耗时14年花费数十亿

听白聊国际 2023-07-13 01:11:01

三哩岛核泄漏事故,通常简称“三哩岛事件”,是1979年3月28日发生在美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈纳河三里岛核电站的一次部分堆芯熔毁事故。这是美国商业核电历史上最严重的一次事故。该事件被评为国际核事件分级的7级系统中的第5级:事故带有广泛后果。 然而,流行病学研究分析自事故发生以来该地区及其周围地区的癌症发病率,确定该数据在统计上没有显著增加,因此没有因事故与这些癌症相关联的因果关系得到证实。但处理所需要的经济损失很大,场内污染清理工作开始于1979年8月,并于1993年12月才正式结束,总清理费用约为10亿美元。

四座高耸的建筑物为冷却塔

三哩岛核泄漏事故是美国至今最为严重的核事故,但与之后发生的切尔诺贝利核能电厂事故与福岛第一核电站事故相比,三哩岛核泄漏事故仍然在可以控制的范围内,在该核电站周遭的居民以及邻近的几个州也都没出现像乌克兰或是日本福岛那样大规模的污染。

三哩岛核电站

1979年3月28日凌晨4时,三哩岛核电站95万千瓦压水式二号反应堆一次侧的给水主泵停转,汽轮机停机。此时备用泵应按照预设的程序启动,但是由于辅助给水系统中隔离阀在此前的例行检修中没有按规定打开,导致辅助给水系统没有动作。

二号机组

二号机组的一次侧冷却水没有按照程序进入蒸汽产生器,热量在反应堆中心处持续聚集,堆芯压力上升,导致调压槽卸压阀于4时0分03秒开启,放出堆芯内的部分汽水混合物。当下反应堆于4时0分08秒自动停堆,当反应堆内压力下降至正常时,卸压阀又由于故障未能自动关闭,使堆芯冷却剂以45m3/s继续外流。压力降至正常值以下,却由于发生机械故障,在堆心压力回复正常值后堆芯冷却水继续注入减压水槽,造成减压水槽水满外溢;4时2分2秒主系统压力继续下降至11.3MPa,“堆芯紧急冷却系统(RCIC)”的高压注水自动启动,向堆芯注入冷却水。但反应堆操作员未判明卸压阀没有关闭,反而于4时3分13秒关闭应急堆芯冷却系统,停止向堆芯内注水。

TMI-2机组的结构简图

一次侧冷却水大量排出造成堆芯上部失水,堆芯上部燃料棒的温度超过2760度,堆腔上部形成蒸汽。堆芯燃料棒因大量高温水蒸气开始像玻璃一样破裂,堆芯坍塌。堆芯90%的燃料棒包壳破损,47%的核燃料已经融毁并发生泄漏,系统发出放射性物质外漏的警报,但由于警报响起时并未引起运行人员的注意,甚至现时的纪录报告都指出没有人注意到警报。

上午6时56分,厂区主管宣布厂区紧急状态。30分钟后,厂长宣布进入全面紧急状态。大都会爱迪生公司(Met Ed)通知宾州紧急状态管理局(PEMA)后,PEMA迅速通知地方政府宾州州长。宾州州长旋即指派副州长负责处理三里岛事故。

工作人员在清理放射性污染

事故后,原子能管理委员会对周围居民进行连续追踪研究,研究结果显示:

(1)在以三哩岛核电站为圆心的50英里范围内,220万居民中无人发生急性辐射反应。

(2)周围居民所受到的辐射相当于进行一次胸部X光照射的辐射剂量。

(3)三哩岛核泄漏事故对于周围居民的癌症发生率没有显著性影响。

(4)三哩岛附近未发现动植物异常现象。

(5)当地农作物产量未发生异常变化。

卡特视察

三哩岛核泄漏事故是核能史上第一次反应堆堆芯融毁的事故,此事故的严重后果反映在经济上,公共安全及周围居民的健康上则没有不良影响。究其原因在于围阻体发挥重要作用,凸显其作为核电站最后一道安全防线的重要作用。在整个事件中,人员的操作错误和机械故障是主要的原因,因此核电站运行人员的培训、面对紧急事件的处理能力、控制系统的人性化设计等细节对核电站的安全运行有着重要影响。

反核运动

这场事故恰巧发生在描述核电站安全问题的惊悚片《中国综合症》上映12天后,美国公众对核电信心大受影响,美国核电产业陷入长期的不景气,也因此核电站的兴建计划锐减,美国核电相关的公司因此流失了许多资深经验的工程师。虽然说此事故并没有证明西方国家的核电站事故会造成人畜伤亡及公共危害,但也大幅提高核电站安全设施的建造成本,以免事故造成重大的经济损失。但提高安全系数后的核电站造价昂贵,因此核电站兴建数量大减,直到21世纪初的化石燃料价格大涨及全球暖化效应显现后,各国才开始重启核能计划。

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