三哩岛事件查看源代码讨论查看历史

三哩岛事件。原图链接

三哩岛事件是“三哩岛核泄露事故”的简称， 1979年3月28日凌晨4点，位于美国宾州(Pennsylvania) 萨士奎亚纳河(Susquehanna)中间的三哩岛核电厂（Three-Miles Island Nuclear Generating Station）发生反应炉心燃料熔毁意外事件。当时一号机组并未受到损害，虽然遭波及停机6年后才准再启动发电，目前不仅仍在运转，且已申请延长20年。

概述

人为与设计因素

1979年3月28日，美国宾州哈里斯堡萨斯奎哈纳河附近三哩岛核电厂第二号机发生事故，主饲水泵突然跳机。一连串的机械与人为失误使反应炉炉水降低，冷却系统失效，导致炉心的热无法有效移除，而使反应炉心燃料熔毁将近一半。主要的机械故障为紧急饲水泵无法打开，紧急辅助水无法送入蒸汽产生器，只好泄压灌入冷却水来带走炉心热量。但工作人员后来忘了将释压阀关闭，导致反应炉冷却水大量流失，加上运转员误判冷却水流失事故的信号，直至发现真实情况作炉心补水时，反应炉已损坏至不可修补的地步，大约有47％核燃料融化。

总之，三哩岛事故为人为失误及设计未尽妥善，但以前者为主因。清理工作开始于1979年8月，并于1993年12月正式结束，总清理费用约为10亿美元。

三哩岛核电厂原本有2座反应堆，其中一座在1979年3月28日因设备故障和人为疏忽，导致失压及温度急升而泄漏大量辐射，该反应堆最终瘫痪，事件引起居民恐慌，约20万人需疏散。事故发生后，受损反应堆一直封存不用，另一个反应堆仍继续使用至今，而美国自此亦再没兴建新的核电厂。埃克塞朗表示，三哩岛核电厂只有一具反应炉，营运成本过高，财务上难以维持。至2017年三哩岛核电厂已经亏损超过5年，而且公司未能投得将核电厂所生产电力卖给全国输电网，加上未获宾夕凡尼亚州政府补贴，以应对太阳能及风力发电等廉价能源的竞争，故此决定在2019年9月30日前关闭三哩岛核电厂。

史上第一次反应炉炉心融毁事故

三哩岛核泄漏事故是核能史上第一次反应炉炉心融毁的事故，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，凸显其作为核电厂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，因此核电厂运行人员的培训、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厂的安全运行有著重要影响。

反应炉

机组简介

二号机组为压水堆，1978年12月30日开始商业运行。额定电功率880MW。炉心为177束燃料组件，共计37000根燃料棒，含二氧化铀100吨。二氧化铀的浓度为2.57%。

反应炉有两套回路。每套回路包含2台主泵、3台辅助泵（2台电动泵、1台汽动泵）、1台蒸汽产生器（SG）、1台布设在一次侧热段的调压槽。调压槽压力达到15.5MPa时，调压槽卸压阀自动开启，将冷却剂排放到调压槽卸压箱。

事发经过

反应炉操作员操作失当

1979年3月28日当天二号机组的一次侧冷却水没有按照程序进入蒸汽产生器，热量在反应炉中心处持续聚集，炉心压力上升，导致调压槽卸压阀于4时0分03秒开启，放出炉心内的部分汽水混合物。当下反应炉于4时0分08秒自动停堆，当反应炉内压力下降至正常时，卸压阀又由于故障未能自动关闭，使炉心冷却剂以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炉心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，“炉心紧急冷却系统(RCIC)”的高压注水自动启动，向炉心注入冷却水。但反应炉操作员未判明卸压阀没有关闭，反而于4时3分13秒关闭应急炉心冷却系统，停止向炉心内注水。

燃料棒破裂炉心坍塌

一次侧冷却水大量排出造成炉心上部失水，炉心上部燃料棒的温度超过2760度，堆腔上部形成蒸汽。反应炉操作员恢复高压安注系统和主泵运行后，260度的水遇到2760度炉心，炉心燃料棒像玻璃一样破裂，炉心坍塌。炉心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。直到当天晚上19时50分，二号堆实现强迫循环，但运行人员始终没有察觉炉心的损坏和放射性物质的外漏。

当天凌晨4时，三哩岛核电厂95万千瓦压水式二号反应炉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。

事件影响

事故发生之后，所有重要的放射性核种，除了氪-85、氙-133之外(大约有50%的氪-85与6%的氙-133释到周围环境之外，几乎所有放射性物质都被滞留在反应器或辅助厂房之内，根本没有泄漏到环境。事故后，原子能管理委员会对周围居民进行连续追踪研究，研究结果显示对电厂周围居民健康没有影响。 对事故所造成的环境污染、人体健康影响、癌症发生率等作过广泛研究，主要结果如以下三项。

1. 在三哩岛电厂周围半径50哩（80公里）内，当时共有居民约220万人。没有任何人发现有急性辐射效应（Acute radiation syndrome）。
2. 厂外居民所接受的最大个人辐射剂量，小于0.1仑目（小于法规限值的1/5、天然背景辐射的1/2，平均辐射剂量小于0.0015仑目，是法规限值的1/300，天然背景辐射的1/150。放射线相当于进行一次胸部X光照射的放射线剂量。对于周围居民的癌症发生率没有显著性影响。
3. 三哩岛附近未发现动植物异常现象。当地农作物产量未发生异常变化。

虽然此事故并没有证明西方国家的核电厂事故会造成人畜伤亡及公共危害，但也大幅提高核电厂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厂造价昂贵，因此核电厂兴建数量大减，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。

反核运动

1986年车诺比核能电厂事故后，核能的安全性被许多人质疑，但由于该电厂的安全设备远落后西方核电厂，因此三哩岛事故后的核能安全形象并没有遭到严重影响，但是在2011年日本福岛第一核电厂事故确实使许多人对核能安全产生不信任。

虽然三哩岛事件是美国至今最为严重的核事故，但与之后发生的车诺比核能电厂事故与福岛第一核电厂事故相比，三哩岛事件仍然在可以控制的范围内，在该核电厂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，另外该事件的知名度也不如车诺比核能电厂事故与福岛第一核电厂事故那样被世界广为人知。

反核运动积极分子表达对事故造成的区域健康影响的担忧。三哩岛核电厂的一次部分炉心熔毁事故，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。

教训与经验

三哩岛事故是核能工业第一次重大打击，尤其事故发生的原因除了机械故障之外，还牵涉严重的人为疏失。所以美国核管会事后推动一系列改革，除重新检讨系统设计外，特别注重避免人为疏失与人因工程介面，这些改善经验都回馈到我国电厂，也大幅提升我国电厂的安全效能。

另一方面，这次事件也印证了围阻体的确可以发挥功能，将炉心熔毁后所释出的放射性物质包封住，不让它排到外界环境中，把环境的冲击和民众的辐射伤害减到最低。

三哩岛事件使得核能界了解到：运转人员的临场应变对核能电厂安全的重要性，电厂控制室的人机介面也需要适当的改善，以及电力公司间运转经验相互交流的必要性。从安全的角度来看，三哩岛事件对核能电厂安全所带来的冲击是正面的，它促成了核能界全面检讨核电厂的安全运作模式，发觉许多隐藏性盲点，进而提出相当多的改善方案，这些改善措施直接提升了电厂的安全。