1979年3月28日凌晨，美國賓夕法尼亞州的三哩島核電站由于設備故障和人為疏失等原因造成核突發(fā)事件。
 
    事故造成核電站2號堆嚴重損毀，直接經(jīng)濟損失高達10億美元。三哩島核泄漏事故是核能史上第一起堆芯熔化事故。因為核電站安全殼的有效保護，所以只有少量的放射性氣體排出。
 
    核突發(fā)事件
 
    1979年3月28日凌晨4點30分左右，三哩島核電站的2號反應堆在例行檢修后重新開始運行。當功率逐漸提升到額定范圍時，二次回路上的一臺冷凝水泵突然停止運轉(zhuǎn)，造成蒸汽發(fā)生器的給水中斷。如此一來，一次回路由于得不到充分的冷卻而溫度上升。這樣的故障其實也沒有什么大不了的，反應堆的安全連鎖系統(tǒng)都可以自行處理，即主給水泵停運，渦輪機停轉(zhuǎn)，兩個輔助給水泵也會自動運轉(zhuǎn)。該反應堆之前已經(jīng)發(fā)生過多次這樣的故障，但都沒有導致意外事故發(fā)生，每次計算機控制系統(tǒng)都很快采取措施及時排除了故障。然而，這次卻釀成了事故。
 
    那天凌晨，三哩島核電站95萬千瓦水堆電站2號反應堆主水泵停轉(zhuǎn)。輔助水泵按照預設的程序啟動，然而，它并沒有正常啟動，二回路冷卻水并沒有按照程序進入蒸汽發(fā)生器，熱量在堆芯聚集，堆芯壓力上升。原來，輔助回路中一道閥門在例行檢修中沒有按規(guī)定打開，導致輔助回路沒有正常啟動。堆芯壓力的上升導致減壓閥開啟，冷卻水流出。由于發(fā)生機械故障，堆芯壓力回復正常值后，堆芯冷卻水繼續(xù)注入減壓水槽造成了減壓水槽水滿外溢。
 
    一回路冷卻水大量排出造成堆芯溫度上升。待運行人員發(fā)現(xiàn)問題的時候，47%的堆芯燃料已經(jīng)熔毀，而且發(fā)生泄漏，這時系統(tǒng)發(fā)出了放射性物質(zhì)泄漏的警報。然而，由于當時警報蜂起，核泄漏的警報并未引起運行人員的注意。直到事故發(fā)生的那天晚上8點，2號堆一、二回路均恢復正常運轉(zhuǎn)的時候，運行人員始終都沒有察覺堆芯的損壞和放射性物質(zhì)的泄漏。事故發(fā)生兩天后，賓夕法尼亞州州長出于安全考慮疏散了核電站附近的學齡前兒童、孕婦，并下令對事故堆芯進行檢查。經(jīng)過這次檢查才發(fā)現(xiàn)，堆芯嚴重損壞。大約20噸二氧化鈾堆積在壓力槽底部，大量放射性物質(zhì)堆積在圍阻體中。此外，還有少部分放射性物質(zhì)泄漏到周圍環(huán)境中去了。
 
    在故障發(fā)生后，一回路的冷卻水得不到充分的冷卻而引起溫度升高。為了不使一回路的蒸汽壓力過高，以排出部分蒸汽，降低一回路的壓力，安全控制系統(tǒng)就按原有事先給定的程序自動打開了卸壓閥。當排出部分蒸汽，壓力降到正常范圍時，該卸壓閥理應自動關閉。然而，卻發(fā)生一個意外卸壓閥失靈了，沒有自動關閉，水蒸氣源源不斷地排入了卸壓箱內(nèi)。一回路壓力和溫度不斷升高，堆芯區(qū)的燃料元件得不到充分冷卻，所以計算機控制系統(tǒng)即按原先的程序啟動輔助給水系統(tǒng)。然而，在管路上卻出現(xiàn)了一個意外。兩星期前，該系統(tǒng)中幾臺泵的出口閥在檢修時關閉了，沒有及時打開。毫無疑問，這是嚴重違反操作規(guī)程的。
 
    雖然輔助給水系統(tǒng)的泵已啟動，但卻沒有水注入蒸汽發(fā)生器，而且操作人員也沒有察覺到該閥門已關閉的指示信號。由于卸壓閥的失靈造成一回路通過此閥不斷向外排出蒸汽，使堆芯局部失水。本來兩分鐘后因為堆芯冷卻不足，堆芯緊急冷卻，系統(tǒng)會自動啟動，使高壓注水泵開啟向一回路注水流入堆芯?？膳碌牡谌我馔獍l(fā)生了，操作人員又犯了一個判斷性的錯誤，自作主張地通過手動控制系統(tǒng)把其中的一臺高壓注入水泵關閉了。
 
    如此一來，又人為地造成了堆芯區(qū)的第二次失水。由于操作人員的屢次失誤，在一回路水繼續(xù)通過卸壓閥外泄又得不到補給的情況下，因壓力降低而產(chǎn)生了堆芯沸騰，堆內(nèi)水因汽化而逐漸減少，使堆芯形成了空腔，并造成堆芯外露達數(shù)小時。雖然反應堆已自動關閉，但是燃料元件的余熱不能很快散發(fā)出去，燃料元件包殼的溫度已升到約1000℃。這時，雖然自動控制系統(tǒng)再一次通過另一路管道把大量冷卻水注入堆芯，但由于燃料元件包殼與蒸汽發(fā)生劇烈氧化反應，生成氫氣，導致堆內(nèi)約有1/3的燃料元件包殼破損，使部分貯存在燃料元件空腔中的氣態(tài)和揮發(fā)性的放射性裂變產(chǎn)物就被釋放出來，而進入一回路水。
 
    與此同時，一回路的卸壓閥仍開著，含有放射性的蒸汽不斷地排入卸壓箱，造成卸壓箱水位過高，安全隔膜破裂。大量高溫的含有放射性的一回路水即溢出到安全殼內(nèi)的地面上，部分通過污水泵而流入輔助廠房。據(jù)統(tǒng)計，流入輔助廠房內(nèi)的污染水約有1600余立方米。這些高溫的一回路水溢出容器，流到地面后就很快蒸發(fā)，導致放射性氣體和氣溶膠向外釋放而污染環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計，放射性碘、放射性氙、放射性惰性氣體和放射性氪的釋放量分別約為6×1011貝可、8×1010貝可、9×1016-5×1017貝可、1×1016貝可。

    三哩島核電站
 
    三哩島核電站位于美國東北部的賓夕法尼亞州，在賓州首府哈里斯堡東南約15千米處，是薩斯奎哈納河上的一個小島。1971年興建島上第一座壓水堆，電功率約為790兆瓦，1974年投入運轉(zhuǎn)。1973年動工興建第二座壓水堆，電功率為880兆瓦，于1978年12月建成。發(fā)生核突發(fā)事件的是第二座壓水堆（也稱2號堆），從建成到發(fā)生事故僅僅運轉(zhuǎn)了約3個月的時間。

    應急搶救
 
    核突發(fā)事件發(fā)生后在美國引起強烈反響，美國總統(tǒng)吉米˙卡特還偕夫人到現(xiàn)場視察。此外，為控制事態(tài)發(fā)展，有關當局與相關部門作出了很大的努力。

    核電站對事件的發(fā)生事先估計不足，缺乏必要的應急準備，但從事故次日起就力求大規(guī)模的人員與技術支援。此外，為了解決以下問題，搶救人員晝夜24小時輪班工作：
 
    ●第一，防止氫氣爆炸
 
    反應堆壓力容器內(nèi)大量氫氣產(chǎn)生的原因之一是由于冷卻劑，即水在強輻射作用下產(chǎn)生解離而生成的，這是事先沒有預料到的。設計者估計在嚴重事故情況下氫氣濃度不會超過2%，所以在反應堆系統(tǒng)內(nèi)沒有設置消氫裝置?？墒钦l曾想到，這次事故發(fā)生后不到10小時就發(fā)現(xiàn)堆內(nèi)氫氣濃度過高，這曾一度使聯(lián)邦核管理委員會的官員們極度緊張不安。據(jù)估計，若安全殼內(nèi)空氣中的氫氣濃度一旦超過4%就有可能發(fā)生大的“氫氣爆炸”事故。
 
    為了防止發(fā)生爆炸，搶險人員首先采用催化復合器以降低安全殼內(nèi)空氣中的氫氣濃度，其次盡力降低一回路水中的氫含量，以迫使更多的氫從堆內(nèi)空腔氣包中轉(zhuǎn)入冷卻劑。經(jīng)過一個星期的日夜奮戰(zhàn)，堆內(nèi)氫氣氣泡終于漸漸消失。直到4月27日，反應堆才完全穩(wěn)定下來，實現(xiàn)了安全停堆。
 
    ●第二，控制堆芯溫度
 
    由于操作人員缺乏判斷能力和必要的訓練，導致在操作上屢次失誤，并造成堆芯逐漸失水。搶險人員努力使一臺主冷卻泵恢復工作，盡力使堆芯降溫。此外，還制訂了一套萬一再發(fā)生意外情況的應急救援計劃，即一旦所有冷卻泵都失靈停轉(zhuǎn)就啟動自然循環(huán)，若自然循環(huán)也失效就采用人工啟動高壓注入泵注入冷卻水，以此來冷卻堆芯溫度。
 
    ●第三，撤離疏散公眾
 
    反應堆氫氣爆炸的潛在危險太大，其后果又難于估計，所以美國核管會在征求專家們的意見后立即對公眾采取預防性的安全撤離措施。據(jù)估計，3月31日-4月11日撤離的人數(shù)高達8萬人。在核電站周圍32千米的半徑內(nèi)，大約撤走了約20萬居民。
 
    如此大規(guī)模的撤離無疑引起了眾人的恐慌，而且有些新聞媒介還有意夸大，制造聳人聽聞的新聞報導。在政府和新聞媒體的作用下，三哩島地區(qū)的居民都爭先恐后地紛紛離開，引起世界性的轟動，給三哩島事故蒙上了恐怖的色彩。
 
    誰的疏忽
 
    這次核泄漏事故不僅經(jīng)濟損失慘重，而且對反應堆本身的損壞非常嚴重。堆芯約35%已經(jīng)成了碎片，僅事故后的清理費就高達10億美元。雖然損失慘重，但令人意外的是這次核事故對周圍環(huán)境、公眾健康的輻射危害很小。事故逸出的長壽命放射性核素的沉積，在測量儀器的可測限度以下。
 
    事故發(fā)生后，有關機構對周圍居民進行了連續(xù)跟蹤研究。據(jù)調(diào)查，經(jīng)多次采集核電站下游的兩個不同地點的河水樣品中都沒有檢測到任何放射性物質(zhì)；在三哩島核電站附近的220萬居民中沒有人發(fā)生急性輻射反應；三哩島周圍居民的癌癥發(fā)生率也沒有顯著增高；當?shù)剞r(nóng)作物產(chǎn)量未發(fā)生異常變化；三哩島附近未發(fā)現(xiàn)動植物異?，F(xiàn)象。所有調(diào)查研究的結果表明，三哩島核突發(fā)事件對環(huán)境和周圍居民產(chǎn)生的危害是很小的。
 
    三哩島核突發(fā)事件的教訓，主要在組織管理、操作人員素質(zhì)培訓等方面，特別是操作人員的屢次操作失誤，其教訓尤為深刻。據(jù)報道，當時在處理事故過程中的幾個操作人員甚至連堆芯內(nèi)因失水造成溫度過高引起堆芯沸騰的問題都沒有想到過，而且在安全殼內(nèi)觀察到有強放射性水平以后的三四天里仍沒有意識到燃料元件包殼可能嚴重損壞。可見，操作人員的實際素質(zhì)、技能水平實在太差。
 
    為實現(xiàn)反應堆的安全，三哩島核電站設計有多層設防的縱深防護結構。如果不是操作人員強行干預了安全系統(tǒng)與設備的工作，堆芯損壞和放射性的向外逸出是不會發(fā)生的。毫無疑問要確保安全，操作人員、工程技術人員都必須要在判斷能力方面進行實踐知識訓練。此外，三哩島核突發(fā)事件也暴露出安全控制系統(tǒng)上的一些不足之處，像如何防止一些人為故障與及時預測、預報等問題。一旦操作人員誤操作，在安全系統(tǒng)中要能及時反映顯示出來，以提醒相關人員能及時糾正。
 
    三哩島核突發(fā)事件以前，人們總認為核電站的設計、建造和運轉(zhuǎn)十分可靠，嚴重事故發(fā)生的機率很小。即使發(fā)生事故，對廠外幾乎無放射性影響。正因為對核電站本身的可靠性過于自信、“絕對化”了，因此缺少嚴重事故可能發(fā)生的充分思想準備。雖然三哩島事故前，已兩次有人反映事故隱患，但卻沒有得到重視和引起警覺。此外，事故的發(fā)生和美國政府也不無關系。第二次世界大戰(zhàn)后，美國忽視了政府的核事故總體應急計劃；聯(lián)邦、州和當?shù)卣膽庇媱澮踩狈τ行У慕M織領導。
 
    三哩島核泄漏事故是核能史上第一起堆芯熔化事故。自發(fā)生至今，該事故一直是反核人士反對核能應用的有力證據(jù)。三哩島核泄漏事故態(tài)勢雖然嚴重，但未造成嚴重后果，究其原因在于圍阻體發(fā)揮了重要作用，凸現(xiàn)了其作為核電站最后一道安全防線的重要性。在整個事件中，運行人員的錯誤操作和機械故障是重要的原因。這次事故警醒人們，核電站運行人員的培訓、應對緊急事件的處理能力、控制系統(tǒng)的良好性等細節(jié)對核電站的安全運行有著重要影響。
 
    本文摘自《污染實錄》北京理工大學出版社出版