Авария на реакторе на АЭС Три-Майл-Айленд

АЭС Три-Майл-Айленд, где произошла авария

Авария реактора на атомной электростанции Three Mile Исландия в Харрисбург (штат Пенсильвания) в США 28 марта 1979 года серьезная авария ( INES этап 5), который реактора блока 2 АЭС Three Mile Исландия в а произошло частичное расплавление реактора. Около трети активной зоны реактора фрагментировано или расплавлено.

несчастный случай

Быстрое выключение

28 марта 1979 года в 4:00:36 по местному времени клапан на линии подачи от конденсатора к двум основным питающим насосам во вторичном контуре закрылся во время работ по техническому обслуживанию системы очистки конденсата из-за неисправности пневматической системы. контроль. Насосы сразу отключились, в результате чего реактор не охладился двумя парогенераторами .

В результате отказа насоса сработало аварийное отключение , то есть регулирующие стержни попадают между твэлами и прекращают цепную реакцию . В результате мощность ядерной тепловой энергии внезапно падает, но не до нуля. В случае реактора TMI эта так называемая тепловая мощность после распада составляла около 6% от номинальной тепловой мощности реактора, то есть около 155 МВт, сразу после остановки. Его пришлось удалить путем аварийного охлаждения. Вспомогательные питающие насосы запустились, как и ожидалось, но не смогли подать воду к парогенераторам из-за закрытия нескольких клапанов. Система аварийной питательной воды была испытана за 42 часа до аварии, и последующим открытием клапанов пренебрегли.

Открыть предохранительный клапан

Без охлаждения температура и давление в первом контуре реактора быстро росли. От опасного давления на компенсаторе давления находился предохранительный клапан . Во время нормальной работы он должен плотно закрываться до 151 бар, чтобы не выходила радиоактивность. Однако при немного более высоком давлении он должен широко открываться, чтобы выполнять свою функцию безопасности, выпуская тонну пара в минуту. Для этого он имеет двухступенчатую конструкцию (предохранительный клапан с пилотным управлением, PORV ).

Упрощенное схематическое изображение блока 2

Это был полноповоротный предохранительный спускной клапан (SBV), который полностью открывается с гистерезисом при верхнем значении давления, 158 бар, а затем остается открытым до достижения нижней точки переключения, 155 бар. 13 секунд хватило бы. В этом случае клапан заклинивал и оставался открытым. Прямого отображения положения клапана в диспетчерской не было, поэтому неисправность осталась незамеченной. Радиоактивно загрязненный пар сначала попал в большой, заполненный водой продувочный резервуар и конденсировался там, нагревая содержимое резервуара, пока его разрывная мембрана не сломалась при избыточном давлении почти в 1 бар и теплоноситель не улетел в защитную оболочку реактора.

Это тоже осталось незамеченным, так что не очень помогло то, что через восемь минут закрытые клапаны аварийной подачи были замечены и открыты: теперь первичный контур снова охладился, но на верхнем конце клапана образовался постоянно растущий паровой пузырь. корпус реактора под давлением из-за потери теплоносителя. Фактически, компенсатор давления должен был предотвращать образование пузырьков пара в первом контуре, подключая его к высокой горячей точке в первом контуре во время нормальной работы с цилиндром, заполненным 22 м³ воды и более 19 м³ пара. Высокое означает более низкое гидростатическое давление, а «горячий» означает более высокое давление пара, так что единственный пузырек пара в первом контуре должен возникать в компенсаторе давления в соответствии с конструкцией реактора. Однако испарение одной тонны охлаждающей воды в минуту охладило содержимое компенсатора давления и снизило там давление пара. Пузырь пара схлопнулся в сторону пузыря в реакторе. В любом случае теплоноситель постоянно терялся, но чрезмерно заполненный компенсатор давления - единственный датчик для указателя уровня первого контура - имитировал обратное. Во время обучения инженеров-реакторов учили предотвращать полное заполнение компенсатора давления водой при любых обстоятельствах, чтобы гарантировать его функцию мягкого поглощения скачков давления. Поэтому один из операторов реактора окончательно прекратил ранее автоматическую подачу теплоносителя в первый контур.

Расплавленная активная зона реактора в аварии на Три-Майл-Айленде.
1. Соединение 2B
2. Соединение 1A
3. Полость
4. Рыхлые фрагменты активной зоны
5. Корка
6. Расплавленный материал
7. Осколки в нижней камере
8. Возможная обедненная ураном область
9. Разрушенный канал
10. Перфорированный экран
11. слой расплавленный материал на поверхностях байпасных каналов
12. Повреждение верхней решетки.

Перегретая активная зона реактора

Когда тепловая мощность снижалась только медленно, началась авария с потерей теплоносителя : всего через час после остановки реактора мощность остаточного тепла все еще составляла примерно 30 МВт. После почти часа и 20 минут медленного повышения температуры в насосах первого контура началась кавитация из-за увеличения давления пара . Насосы были отключены, и считалось, что естественная конвекция поддерживает течение воды. Но большой пузырек пара в корпусе реактора блокировал конвекцию. По прошествии примерно 130 минут топливные стержни начали высыхать и перегреваться. Оболочка твэлов окислилась в реакции циркония с водой , выделился водород , и твэлы расплавились. Выделившийся водород вместе с хладагентом, который уже был смешан с водородом для защиты от коррозии, достиг защитной оболочки через открытый предохранительный клапан (PORV) через продувочный резервуар и образовал кислородсодержащий водород с присутствующим там кислородом .

Вытекающий теплоноситель, который сейчас сильно загрязнен радиоактивными веществами из-за разрушенных тепловыделяющих элементов, собирается в самой глубокой точке защитной оболочки, так называемом отстойнике. Оттуда его перекачали в сборный резервуар в соседнем здании из-за ошибки переключения. В конечном итоге резервуар переполнился, вода была выпущена, и меньшая часть этих радиоактивных газов попала в окружающую среду через неадекватные фильтры.

Частичное обрушение

Смена смены в диспетчерской в ​​6:00. Новички косвенно пришли к выводу, в том числе из-за показаний высокой температуры в реакторе, что произошла потеря теплоносителя и что только PORV может быть ответственным за это. Они использовали запорный клапан, чтобы остановить потерю охлаждающей воды. К этому времени из первого контура охлаждения уже вышло 150 м3 охлаждающей воды. С момента начала инцидента прошло 165 минут, когда на датчики попала радиоактивно загрязненная вода. В этот момент показания в первом контуре охлаждения были в 300 раз выше ожидаемых: расплавление шло полным ходом.

В течение долгого времени операторы в диспетчерской не знали, как мало воды осталось в первом контуре охлаждения. Около трех с половиной часов после начала инцидента, эксперты , которые бросались в области стало известно о последствиях - новая вода была закачана в первичной цепи. Позже было установлено, что примерно половина запасов расплавилась и что в этой расплавленной массе было вполне возможно сверхкритическое состояние.

Посещение диспетчерской Три-Майл-Айленд-2 тогдашним президентом США Джимми Картером 1 апреля 1979 г.

Вентиляция в районе

Впоследствии был открыт резервный предохранительный клапан, чтобы снизить давление в первом контуре. Через девять часов в защитной оболочке загорелась кислородно-водородная газовая смесь , внутреннее давление которой на короткое время выросло до избыточного давления почти на 2 бара, что близко к расчетному давлению. Прошло почти 16 часов, когда насосы в первом контуре снова включились, и температура в ядре начала падать. В течение следующей недели водород и водяной пар были удалены из защитной оболочки реактора . Это было сделано, с одной стороны, с помощью конденсаторов, а с другой, что было очень спорно, путем выброса в атмосферу . По оценкам, во время инцидента вышел радиоактивный газ (в виде криптона- 85; период полураспада 10,75 лет ) с активностью около 1,665 · 10 ¹⁵ Бк .

Действия после аварии

Причина аварии была объяснена плохим оборудованием в диспетчерской и недостаточной подготовкой сотрудников. Расследование показало, что аварии можно было бы избежать, если бы сотрудники заметили, что PORV на компенсаторе давления была открыта и закрыла ее - авария на Три-Майл-Айленд осталась бы незначительным событием. Но помимо неправомерных действий персонала, не было так называемого датчика уровня заполнения, который указывал бы операторам соответствующий уровень заполнения корпуса реактора.

Демонстрация 4 сентября 1979 г.

В первом долгосрочном исследовании, проводившемся в течение 18 лет, согласно медицинским обследованиям, примерно у 30 000 жителей не было обнаружено никакого косвенного ущерба здоровью. В результате тысячи жалоб пострадавших были отклонены судами. Такие гражданские инициативы, как «Предупреждение о трех милях острова» и «Союз обеспокоенных ученых» ставят под сомнение заявления, сделанные представителями отрасли и органом ядерного контроля NRC . По данным "TMI Alert", в радиусе мили было множество жителей, которые заболели или умерли после аварии, и чьи родственники получили компенсацию от операционной компании MetEd. Кроме того, жители близлежащих городов Гаррисберг, Роялтон и Мидлтаун оказались в состоянии сильного психологического стресса, который усугублялся мерами по эвакуации - в основном из-за того, что ионизирующее излучение не ощущается сразу.

Независимое исследование показало, что через шесть лет после аварии заболеваемость раком на подветренной стороне электростанции (обращенной против ветра) была значительно выше, чем на наветренной стороне, местами более чем на 150 процентов.

Очистить

Работы по очистке загрязненных территорий вспомогательного корпуса реактора в октябре 1979 г.

Активная зона реактора была в значительной степени разрушена в результате аварии на энергоблоке №2, поэтому этот энергоблок не мог быть снова запущен. Работы по очистке с августа 1979 года по декабрь 1993 года, которые ограничивались демонтажем реактора, обошлись в 979 миллионов долларов. В 1984 году верхняя часть реактора была снята, с 1985 по 1990 год было удалено 100 тонн топлива, в последующие два года восемь миллионов литров охлаждающей воды были обеззаражены из защитной оболочки и испарились. В 1988 году контрольные органы сообщили, что, хотя дальнейшая дезактивация здания возможна, оставшаяся радиация от загрязненной охлаждающей воды, просочившейся в бетон здания, не представляет угрозы для населения. Очередной демонтаж был отложен на будущее на том основании, что тогда радиационное облучение будет ниже и, вероятно, будет более экономичным при одновременном демонтаже первого блока.

В январе 2010 года NRC объявило, что генератор из разрушенного второго блока будет использоваться на АЭС Шеарон-Харрис в Нью-Хилле, Северная Каролина. Для этого генератор мощностью 670 тонн необходимо разобрать на две части.

дополнительный

В том же году произошла авария с вскрышными породами добычи урана , которая с радиологической точки зрения считается более серьезной, чем авария на реакторе на ТМИ. Разрыв плотины в добыче урана удерживающего бассейна на Рио Puerco в церкви Роке, Нью - Мексико (США) вызвал около 400000 тонн радиоактивной воды течь в Рио Puerco, который в основном используется в качестве резервуара воды для Diné , Индейцы хопи и пуэбло . Немедленно проведенное измерение показало, что значение для питьевой воды было в 7000 раз выше (по сравнению с предельным значением). Информирование и просвещение населения оказалось чрезвычайно трудным из-за отсутствия электронных средств связи и дефицита образования. Считается, что будет большое количество смертей от рака.

Культурная адаптация

• Фильм «Китайский синдром» уже шел в США за две недели до аварии . Это критически относится к экономическому использованию ядерной энергии , описывая вымышленный инцидент на атомной электростанции. Из-за фактического инцидента на электростанции Три-Майл-Айленд этот фильм получил широкое освещение в СМИ.
• В 1991 году немецкая музыкальная группа Kraftwerk опубликовала модифицированную версию своей песни Radio Activity , которая уже появилась в 1975 году и которая теперь начинается с призыва остановить радиоактивность и списка хорошо известных мест ядерных аварий, и называет Харрисбург. метоню для поврежденной АЭС в дополнении к Чернобылю и Селлафилду .
• Группа Midnight Oil вспомнила аварию на реакторе песней Harrisburg .
• На обложке альбома Till The Cows Come Home German Metal - американская группа Farmer Boys увидела фермера с фаршированным двуглавым теленком, который появился через несколько лет после ядерной аварии в Трехмильной Исландии на соседней ферме в Мир.
• В фильме « Люди Икс: Начало: Росомаха» на атомной станции есть секретная тюрьма мутантов. Поскольку действие происходит во время инцидента, а силовая установка серьезно повреждена во время разборки , фильм дает вымышленное объяснение повреждений.
• В книге « Роботы и империя» (немецкое название: Das Galaktische Imperium ) Айзек Азимов описывает Три-Майл-Айленд как «сцену« инцидента », в результате которого люди Земли выступили против ядерного расщепления как источник энергии на все времена ».
• В фильме « Облачный атлас» в сцене в штаб-квартире компании Swanneke Group можно увидеть плакат, на котором изображен комплекс «Три-Майл-Айленд» с высоты птичьего полета.

Смотри тоже

• Список аварий на ядерных объектах
• Чернобыльская ядерная катастрофа
• Ядерная катастрофа на Фукусиме

веб ссылки

• Комиссия по ядерному регулированию США - Информационный бюллетень (PDF)
• Досье Три-Майл-Айленд (французский)
• Скотт Джонсон: Внутри TMI - минута за минутой
• Статья на zeit.de
• Список ссылок на текущие статьи 30 лет TMI 2009
• Книга Кристины Перинчиоли "Die Frauen von Harrisburg" в полном тексте (PDF, 55S, доступ 31 января 2011 г .; 242 kB)

литература

• Франк Бёш : Авария на атомной электростанции недалеко от Гаррисберга, in: ders.: Переломный момент в 1979 году. Когда зародился мир сегодня. Мюнхен, 2019. С. 333–362.
• Маттиас Хофманн: Уроки катастроф. После несчастных случаев в Гаррисбурге, Севезо и Сандозе , издание Sigma , Берлин 2008 г., ISBN 978-3-89404-559-3
• Роберт Юнг (ред.): Инцидент в Гаррисберге - официальный отчет Комиссии, назначенной президентом Картером, об аварии на реакторе на Три-Майл-Айленде. Erb Verlag, Дюссельдорф 1979, ISBN 3-88458-011-6
• Питер С. Хаутс / Пол Д. Клири / Тех-Вей Ху: Кризис на Три-Майл-Айленде - Психологические, социальные и экономические последствия для окружающего населения , The Pennsylvania State University Press, 1988, ISBN 0-271-00633-1
• Чарльз Перроу: обычные несчастные случаи - жизнь с технологиями высокого риска , Princeton University Press, 1984, ISBN 0-691-00412-9
• Стив Уинг, Дэвид Ричардсон, Донна Армстронг, Дуглас Кроуфорд-Браун (Школа общественного здравоохранения, Университет Северной Каролины, Чапел-Хилл, США): переоценка заболеваемости раком вблизи атомной электростанции Три-Майл-Айленд: столкновение доказательств и предположений. В: Перспективы гигиены окружающей среды. Volume 105, Number 1, January 1997, pp. 52-57, PMID 9074881 , PMC 1469835 (полный текст).
• Кристина Перинчиоли : Женщины из Гаррисбурга, или: «Мы не позволим нашему страху отговорить нас» , Rowohlt aktuell, Reinbek 1980, новые издания 1986, 1991. Всего тираж 20 000. Примечание: эта книга, которая тиражируется большим тиражом, помогла повысить осведомленность в Германии. Функциональность АЭС в Гаррисбурге также хорошо обоснована, четко объяснена с помощью графиков даже для непрофессионалов. Полный текст книги, переизданной, доступен по адресу [1] .

Индивидуальные доказательства

1. ↑ Архивная копия ( Памятка от 30 ноября 2010 г. в Интернет-архиве ) (PDF; 3,1 МБ) Трехмильный остров; ОТЧЕТ КОМИССАРАМ И ОБЩЕСТВЕННОСТИ; Митчелл Роговин, Джордж Т. Фрэмптон; 05.04.79
2. ↑ Атомная экономика, июнь 1987 г., статья доктора В. Й. Вольтерс (Исследовательский центр Юлих)
3. ^ С. Винг, Д. Ричардсон, Д. Армстронг, Д. Кроуфорд-Браун: переоценка заболеваемости раком возле атомной станции Три-Майл-Айленд: столкновение доказательств и предположений. В: Перспективы гигиены окружающей среды. Volume 105, Number 1, January 1997, pp. 52-57, PMID 9074881 , PMC 1469835 (полный текст).
4. ↑ http://www.nytimes.com/1993/08/15/us/14-year-cleanup-at-three-mile-island-concludes.html
5. ↑ http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/3mile-isle.html
6. ↑ Н. Штёклин: Урановая экономика в Северной Америке - Последствия для коренных народов , 2001 г.