Панорама Авария на АЭС Три-Майл-Айленд. Виртуальный тур Авария на АЭС Три-Майл-Айленд

Произошла одна из крупнейших аварий в и в истории . Более трагическими стали лишь и в Японии на станции . Сочетание технических проблем, а также нарушение регламентов по эксплуатации и ремонтным работам привели обычную аварийную ситуацию в крайне тяжелую. В результате на втором энергоблоке станции Три-Майл-Айленд была повреждена активная зона реактора (в общей сложности 45%), включая часть урановых стержней.

Авария на АЭС Три-Майл-Айленд в США

28 марта 1979

Хронология событий

За две недели до аварии в американских кинотеатрах вышел , в котором была показана авария на атомной электростанции и её последствия. В результате 29-31 марта окрестные жители спешно покидали свои дома, не понимая, что происходит на станции. А фильм, во многом благодаря аварии, стал блокбастером и собрал только в Штатах 51,72 миллиона долларов и получил четыре номинации на кинопремию Оскар в США. Ликвидация последствий аварии продолжалась до 1993 года и обошлась правительству страны в 975 миллионов долларов. На станции была проведена дезактивация и выгрузка топлива. Второй энергоблок и сейчас находится под постоянным контролем.

Официально не было зафиксировано ни одной жертвы в результате аварии. Радиоактивные частицы, попавшие в окружающую среду были крайне незначительны в своем количестве, потому информация об этом событии вряд ли будет отражена в ОГЭ по биологии 2017 , в отличие, к примеру, от Чернобыльской катастрофы и Фукусимской трагедии, нанесших окружающей среде огромный ущерб. Однако, авария на Три-Майл-Айленд вызвала, в первую очередь, широкий информационный резонанс и, получив пятый уровень опасности по , ускорила развитие антиядерной кампании в США, которая привела к застою в атомной энергетике страны на десятилетия, лишь подогреваясь последующими авариями в Чернобыле и на Фукусиме.

Хронология аварии на АЭС Три-Майл-Айленд в США. 28 марта 1979

На станции Три-Майл-Айленд в США были установлены два реактора типа , мощность 802 и 906 МВт соответственно. 28 марта 1979 года в четыре часа утра по местному времени произошла авария на втором из них.

4 часа 00 минут 00 секунд

Примем это время за точку отсчета событий. В результате отказа насосов во втором контуре системы охлаждения реактора №2 в парогенераторы перестала поступать вода, охлаждающая генератор. Это автоматически привело к выключению турбогенератора и включению аварийной системы подачи воды тремя аварийными насосами. Однако вода так и не поступила в генератор. Из-за человеческой ошибки во время планового ремонта, произошедшего за несколько дней до аварии, были закрыты задвижки подачи воды с аварийных насосов.

Первые 12 секунд после аварии

В результате прекратился отвод тепла с первого контура реактора. Растущее давление уже через несколько секунд превысило допустимый предел. Как правило, это приводит к открытию дополнительного клапана системы компенсации давления, которая позволяет сбросить пар в барботёр – специальную ёмкость. Так случилось и на этот раз, поэтому рост давления на реакторе замедлился. Тем не менее, спустя 9 секунд включилась аварийная защита реактора, так как давление достигло 17 МПа.

Температура упала, а объем воды стал уменьшаться. Давление наоборот, стало резко падать. Падение давления до 12 МПа должно было привести к закрытию клапана барботёра, но этого не случилось. При этом пульт оператора показывал, что клапан закрыт. На деле оказалось, что сигнал на пульте управления означает не закрытие клапана барботёра, а отключение его от электричества.

4 часа 01 минута

Время полного осушения парогенератора занимает от 30 до 60 секунд. Так что, теплоотвод уже спустя минуту полностью прекратился.

4 часа 02 минуты

Через две минуты после падения давления ниже 12 МПа включается аварийное охлаждение активной зоны реактора.

4 часа 05 минут

Персонал станции отключил два из аварийных насосов, а мощность третьего снизил более чем в два раза, исходя из показателей уровнемера компенсатора объема. Но уровнемер давал некорректные показания и падение давления в реакторе продолжалось из-за некомпенсированной течи. Это привело давление к точке насыщения, когда из воды стали появляться пузырьки пара, еще больше увеличивая неверные показания уровнемера. Тогда операторы стали сливать воду также через дренажную линию первого контура реактора.

4 часа 08 минут

Спустя восемь минут после начала аварии было обнаружено, что клапаны аварийных насосов закрыты. Операторы поняли, что вода в парогенератор не поступает и открыли эти задвижки. Отсутствие воды в парогенераторе в течение восьми минут не могло сильно навредить реактору, но отвлекло персонал, который решил, что проблема на реакторе решена.

4 часа 14 минут

В частности операторы не заметили, что предохранительный клапан барботера так и не закрылся. Хотя датчик температуры показывал превышение 100 градусов, операторы посчитали это остаточным разогревом от сброса пара в начале инцидента, что считалось нормой. Через 14 минут операторы обратили внимание на срабатывание предохранителей в барботере из-за роста давления. Это означало поступление пара в помещение гермооболочки реактора.

4 часа 38 минут

Проверяющие в реакторном отделении заметили работающие насосы, забирающие воду из бака-барботёра. Насосы были выключены, так как не было понимания о большом количестве воды в баке.

4 часа 50 минут – 5 часов 00 минут

Температура в гермооболочке выросла на 50 градусов, подросло и давление. Было замечено снижение поглотителя – борной кислоты. А нейтронный поток наоборот стал усиливаться, хотя регулирующие стержни были полностью погружены. Все эти факторы указывали на появление сильной течи внутри реактора. Операторы приняли решение ввести бор для снижения критичности реактора.

5 часов 13 минут

В результате нарушения циркуляционных процессов в реакторе началась вибрация на двух главных насосах. В целях сохранения целостности их и трубопроводов, насосы отключили.

5 часов 45 минут

Спустя полчаса были отключены два оставшихся главных насоса – контролируемая циркуляция в реакторе прекратилась. По причине накопившегося в реакторе газопарового пузыря, естественная циркуляция также была нарушена.

6 часов 18 минут

Прибывший инженер обнаружил проблему – до сих пор открытый клапан. В результате была остановлена течь. Однако, разрушение активной зоны реактора продолжилось. Температура достигла 2 200 градусов по Цельсию. Началось окисление оболочек ТВЭЛов , их последующему разрушению и стеканию вниз реактора.

6 часов 30 минут

Был подан запрос на вхождение работников в зону реактора, но руководство его не подтвердило, что позволило спасти жизни людей.

7 часов 10 минут

Спустя три с лишним часа от начала инцидента была обнаружена высокая радиоактивность в первом контуре, что подтверждало повреждение ТВЭЛов.

7 часов 20 минут – 8 часов 00 минут

Снова запустили аварийные насосы, борированной воды в которых хватило лишь на 40 минут работы. Тем не менее, временно активная зона реактора была накрыта.

8 часов 30 минут – 11 часов 30 минут

Пришло понимание отсутствия естественной циркуляции в контуре. Была предпринята попытка поднять давление и запустить циркуляционные насосы, но неудачная.

11 часов 40 минут

Принято решение о постепенном снижении давления в первом контуре реактора, для включения работы гидроаккумуляторов. В целом это было почти неудачно. Аккумуляторы работали недолго и волы в реактор поступило недостаточное количество. С другой стороны падение давления мешало запуску циркуляционных насосов. В активной зоне начались возгорания водороды.

16 часов 00 минут

Спустя десять часов после начала аварии было принято обратное решение – о подъеме давления в реакторе и новой попытке запуска циркуляционных насосов.

19 часов 50 минут

Был запущен первый циркуляционный насос, проработавший всего 15 секунд. Этого хватило, чтобы залить реактор несколькими десятками кубометров воды, сконденсировавшей пар. В результате были запущены остальные циркуляционные насосы. Водород под крышкой реактора был постепенно удален. Холодный останов реактор был завершен только спустя месяц.

(Л.В. Матвеев, А.П. Рудник, Почти все о ядерном реакторе. Москва, Энергоатомиздат 1990)

Потерпевший аварию реактор PWR имел номинальную тепловую мощность 2772 МВт и в момент аварии работал на 98%-ной мощности.

На рис. 1 приведена несколько упрощенная схема блока АЭС «Три-Майл-Айленд», на котором произошла авария реактора. По этой схеме можно проследить развитие аварии, которое в книге Д. Дэвинса «Энергия» описано следующим образом:

• перекрылся конденсаторный насос 10;
• падение подачи воды вызвало отключение питательных насосов 11, турбина отключилась;
• через 2 с произошла «быстрая остановка» реактора, начали работать вспомогательные насосы питательной воды;
• через 6 с давление в парогенераторе поднялось до 15,855 МПа, что вызвало открытие предохранительного клапана в компенсаторе объема 8;
• через 12 с давление внутри реактора достигло 17,558 МПа, что привело в действие систему охлаждения реактора;
• вспомогательные насосы питательной воды работали, но напора не было, так как не были открыты задвижки 26 после ремонта, проведенного несколько дней назад;
• давление внутри корпуса реактора упало до 15,5 МПа, что должно было привести к закрытию предохранительного клапана, но его заклинило и он остался открытым;
• через 1 мин индикатор уровня компенсатора объема быстро поднялся, парогенераторы осушились;
• через 2 мин при давлении 11,25 МПа автоматически включилась САОЗ (система аварийного охлаждения активной зоны);
• через 4,5 мин оператор отключил один инжекторный насос высокого давления, поскольку индикатор уровня компенсатора объема ошибочно показывал высокий уровень;
• через 8 мин началась подача питательной воды вспомогательными насосами после открытия закрытых задвижек 26;
• через 10,5 мин вручную был отключен второй инжекторный насос высокого давления;
• через 15 мин разрывная мембрана дренажного бака 27 сработала при давлении 1,336 МПа (по проекту она должна срабатывать при 1,4 МПа), так как предохранительный клапан 3 не закрылся;
• дренажный насос направил радиоактивную воду во вспомогательный резервуар 24;
• через 20—75 мин после начала аварии параметры системы стабилизировались (7,136 МПа и 287,8°С), предохранительный клапан открылся, были включены вспомогательные насосы питательной воды, САОЗ, насос отстойника;
• через 1 ч 15 мин - 1 ч 40 мин после начала аварии оператор отключил оба главных циркуляционных насоса из-за крайне высокой вибрации;
• начала подниматься температура активной зоны. Она превысила максимально допустимые значения через 14 мин после останова инжекторных насосов высокого давления. Должна была начаться естественная циркуляция теплоносителя, но не началась. Предполагалось, что произошло частичное закупоривание активной зоны или образование пустот. Не было выявлено, что естественная циркуляция не началась;
• примерно через 2 ч 30 мин после начала аварии предохранительный клапан 3 был закрыт оператором;
• через 3 ч давление в корпусе реактора возросло до 15,117 МПа и открылся предохранительный клапан;
• через 3—10 ч после начала аварии было отмечено несколько подъемов давления; возможно, произошли небольшие взрывы водорода. Давление в реакторе упало примерно до 3,515 МПа. Вероятно, что в этот период активная зона была частично осушена, что вызвало некоторое оплавление и попадание побочных продуктов радиоактивного распада в теплоноситель».

Здесь мы прервем цитирование описания развития аварии; к этому моменту можно считать, что наиболее острый период аварии кончился. Но сама авария полностью еще не была ликвидирована. Наиболее опасным представляется выделение водорода внутри реактора: концентрация водорода в защитной оболочке здания реактора была 1,9 % при пределе воспламеняемости 4 % и пределе взрывоопасности 6 - 8 %. В связи с этим около двух недель работала система вывода водорода (эта система была установлена специально, а не была предусмотрена в первоначальной конструкции реактора). К концу этого периода температура реактора была снижена примерно до 120 °С при одном включенном главном циркуляционном насосе. Были так же дегазированы ксенон и йод, и радиоактивные вещества выведены из вспомогательного здания.

Какой главный вывод следует из описанной выше аварии на АЭС «Три-Майл-Айленд»? Авария произошла в результате ряда малозначительных и маловероятных (особенно в своей совокупности) событии отказа оборудования. С нашей точки зрения, которая излагалась выше, эта авария лишний раз демонстрирует иллюзорность обоснования надежности реактора на основе теории вероятности: незначительность каждого из событий, крайне малая вероятность их совпадения — все это в теории, а на практике — возникновение аварии, последствия которой могли привести к таким же последствиям, как при одной из самых тяжелых аварий с потерей теплоносителя в первом контуре.

Выброс радиоактивности в окружающую среду при аварии АЭС «Три-Майл-Айленд» оценивается в 9 - 10 16 Бк. Физики-реакторщики любят при этом сравнивать этот выброс с тем выбросом радиоактивности, который произошел при извержении вулкана Сент-Хеленс 18 мая 1980 г. (не только мы виноваты, природа и сама рождает радиоактивность — вот подтекст подобного сравнения). При извержении указанного вулкана было выброшено 1,1-10 17 Бк — даже несколько больше, чем при аварии реактора. При этом не забывают подчеркнуть, что основная доля активности выбросов АЭС «Три-Майл-Айленд» приходилась на радиоактивный ксенон, который биологически мало активен, а в выбросах вулкана радиоактивность преобладала в виде радия, тория, полония, свинца и калия, которые биологически несравненно более активные, чем ксенон, и поэтому потенциально значительно более опасны. Но главное — вулканами пока мы управлять не умеем, а хорошие ядерные реакторы проектировать обязаны уметь.

В связи с анализом аварии на АЭС «Три-Майл-Ай-ленд» необходимо подчеркнуть еще следующие обстоятельства. Во-первых, авария не сопровождалась самопроизвольным разгоном реактора, контроль над критичностью не был потерян. Это очень важный (и благоприятный) момент. Во-вторых, авария протекала при четкой работе персонала управления реактором на фоне отказа ряда узлов реактора. Это является характерной особенностью данной аварии, отличающей ее от ранее протекавших аварий. Так, при аварии на реакторе в Чолк-Ривере было допущено две ошибки: во-первых, вместо сокращения подачи замедлителя (D 2 0) была ошибочно сокращена подача теплоносителя (Н 2 0) — просто техник перепутал клапаны. Во-вторых, оператору были даны указания ввести регулирующие стержни в активную зону, но оператор перепутал кнопки и нажал другую — стержни введены не были, активная зона перегрелась, оплавилась, что вызвало образование водорода, который взорвался и разрушил активную зону. Авария на АЭС «Уиндскейл» также произошла из-за ошибки оператора, что привело к горению графита, применявшегося в этом реакторе в качестве замедлителя (вдобавок ко всему датчики внутри активной зоны не зарегистрировали пожара и сопровождавшую его в течение нескольких дней утечку радиоактивных веществ). На испытательной установке, принадлежащей американской армии в штате Айдахо, авария также была вызвана неправильными действиями персонала: без соблюдения достаточных мер предосторожности два техника пытались вручную извлечь из активной зоны реактора заклинивший стержень СУЗ; расклинивание произошло неожиданно и быстро, это вызвало всплеск нейтронов (началась, по-видимому, локальная саморазгоняющаяся цепная реакция), два техника были убиты этими нейтронами, активная зона реактора не пострадала. Таким образом, приведенные примеры свидетельствуют, что и непродуманные действия на реакторе чреваты возникновением аварий.

С двухконтурной системой охлаждения, эксплуатировались два энергоблока , мощностью 802 и 906 МВт , авария произошла на блоке номер два (TMI-2) 28 марта 1979 года примерно в 4:00.

Для простоты в дальнейшем отсчёт ровно от 4:00:00.

4:00:00

Первопричиной аварии явился отказ питательных насосов во втором контуре системы охлаждения реактора, в результате которого прекратилась подача воды в оба парогенератора . Автоматически отключился турбогенератор и включилась аварийная система подачи питательной воды в парогенераторы, однако, несмотря на нормальное функционирование всех трёх аварийных насосов, вода в парогенераторы не поступала. Оказалось, что задвижки на напоре насосов были закрыты. Это состояние сохранилось с планового ремонта , закончившегося на блоке за несколько дней до аварии.

4:00:00-4:00:12

Так как отвод тепла от первого контура прекратился, в нём стало расти давление , которое через несколько секунд превысило допустимое значение. Открылся импульсный предохранительный клапан на системе компенсации давления , сбрасывающий пар в специальную ёмкость, барботёр . Давление стало повышаться гораздо медленнее. Высокое давление в первом контуре, примерно 17 МПа , послужило причиной остановки реактора действием аварийной защиты через 9 секунд после исходного события. Теплоноситель в контуре перестал нагреваться, средняя температура упала, и объём воды стал уменьшаться. Рост давления резко перешёл в его падение. В этот момент проявилась ещё одна техническая неисправность - предохранительный клапан должен был закрыться по нижней уставке срабатывания, но этого не произошло и сброс теплоносителя первого контура продолжался. Индикатор на пульте оператора при этом показывал, что клапан закрыт, хотя, на самом деле, лампочка сигнализировала лишь о том, что с клапана было снято питание. Других средств контроля не было предусмотрено. Утечка теплоносителя продолжалась почти 2,5 часа, пока не был закрыт отсечной клапан .

4:01

Время полного осушения при потере питательной воды для парогенераторов того типа, которые были установлены на данной станции, составляет 30-60 секунд, что определяется их малым водосодержанием. Поэтому на несколько минут теплоотвод из первого контура практически полностью прекратился.

4:02

Через две минуты после исходного события автоматически, как и предусмотрено при падении давления ниже допустимого, в данном случае 12 МПа, в системе первого контура включилась система аварийного охлаждения активной зоны реактора, насосы системы высокого давления.

4:05

Панель блочного щита управления с ремонтными маркировочными табличками, скрывшими от персонала цветовую индикацию о закрытом положении задвижек на напоре насосов аварийной питательной воды.

В этот момент операторы АЭС допустили первую серьёзную ошибку, которая, вероятно, и определила характер аварии и её масштаб. Они отключили один, а затем и второй аварийный насос из трёх работающих, а на оставшемся вручную уменьшили расход более чем в 2 раза, такого количества воды было недостаточно для компенсации течи. Причиной такого решения послужили показания уровнемера компенсатора объёма, из которых следовало, что вода подаётся в первый контур быстрее, чем выходит через неисправное предохранительное устройство. Управляющий реактором персонал был обучен предотвращать заполнение водой компенсатора давления (не «вставать на жёсткий контур»), так как при этом затрудняется регулирование давления в контуре, что опасно с точки зрения его целостности, поэтому они отключили «лишние» по их мнению насосы высокого давления. Как оказалось впоследствии, уровнемер давал неправильные показания. На самом деле в это время происходило дальнейшее падение давления в первом контуре из-за некомпенсированной течи. Когда давление упало до точки насыщения , в активной зоне начали образовываться пузырьки пара , которые начали вытеснять из неё воду в компенсатор давления, тем самым ещё больше увеличивая ложные показания уровнемера. Всё ещё обеспокоенные необходимостью не допустить переполнения компенсатора, операторы начали сливать воду из него ещё и через дренажную линию первого контура.

4:08

В этот момент было обнаружено, что задвижки на напоре аварийных насосов питательной воды закрыты, индикацию об их состоянии скрывала маркировочная ремонтная табличка, поднять которую операторы наконец догадались. Персонал понял, что аварийная питательная вода не поступает в парогенераторы, задвижки открыли и началось её поступление. То обстоятельство, что подача питательной воды в парогенераторы была прервана на 8 минут, само по себе не могло привести к серьёзным последствиям, но прибавило замешательства в действия персонала и отвлекло их внимание от опасных последствий заедания в открытом положении импульсного клапана в системе компенсации давления.

4:14

Отвлёкшиеся от основной проблемы операторы не придали значения нескольким признакам того, что предохранительный клапан не закрылся - датчик температуры на его сбросной линии показывал превышение на 100 градусов, однако его показания были списаны на остаточный разогрев от сброса пара в начале события и на завышение датчиком показаний, что считалось обычным делом.

Также в это время было замечено срабатывание предохранительных мембран на барботёре из-за превышения в нём давления, в результате чего пар с высокими параметрами стал поступать в помещения гермооболочки .

4:38

Обходчики помещений реакторного отделения доложили, что включились насосы, откачивающие переполняющийся бак-приямок гермообъёма. Операторы на щите управления выключили их, всё ещё не понимая, что в помещениях гермообъёма большое количество воды.

4:50-5:00

Конечное состояние активной зоны реактора:
1 - вход 1-й петли А
2 - вход 2-й петли B
3 - каверна
4 - верхний слой частично сплавленных фрагментов ТВС
5 - корка металл-топливо
6 - расплавленный материал
7 - нижний слой фрагментов окислившегося урана и циркония
8 - вероятный объём урана, который стёк вниз
9 - повреждённые гильзы внутриреакторного контроля
10 - проплавленное отверстие в выгородке активной зоны
11 - слой расплавленных конструкционных материалов на обводном участке внутрикорпусных устройств
12 - повреждения плиты блока защитных труб

Ещё один косвенный признак течи первого контура был проигнорирован - температура в помещениях гермооболочки выросла на 50 градусов, а избыточное давление превысило 0,003 кгс /см² .

Также в это время было замечена ещё одна странность - концентрация жидкого поглотителя, борной кислоты , в контуре сильно снизилась и, несмотря на полностью погружённые регулирующие стержни , начали расти показания приборов контроля нейтронного потока. Снижение концентрации борной кислоты также было последствием сильной течи. Операторы приступили к экстренному вводу бора, чтобы не допустить повторной критичности реактора, что было частично правильным решением, но не решающим главную проблему, которая до сих пор не была определена.

5:13

К этому времени циркуляция в первом контуре была настолько нарушена, что начали сильно вибрировать два из четырёх главных циркуляционных насоса, вследствие смешения в контуре воды и пара. Операторы выключили насосы, чтобы предотвратить их разрушение или повреждение трубопроводов первого контура.

5:45

По той же причине были выключены 2 оставшихся циркуляционных насоса первого контура. Принудительная циркуляция теплоносителя прекратилась.

Можно отметить, что отключение циркуляционных насосов в первом контуре реакторов с водой под давлением не должно приводить к прекращению циркуляции теплоносителя, должна продолжаться естественная циркуляция. Однако под крышкой реактора на этот момент накопился парогазовый пузырь, наличие которого вкупе с геометрическим расположением активной зоны и парогенераторов в конструкции данной ядерной установки воспрепятствовало возникновению естественной циркуляции в первом контуре.

6:18

Почти через 2,5 часа после начала событий, их причина была определена только что прибывшим инженером. Операторы закрыли отсечной клапан на линии импульсного клапана, заклинившего в открытом положении. Истечение теплоносителя из первого контура прекратилось. Однако разрушение оказавшейся к этому моменту оголённой активной зоны продолжалось, как показали впоследствии расчёты, её обнажившиеся 2/3 разогрелись до температуры свыше 2200 °C , что привело к быстрому окислению оболочек тепловыделяющих элементов (пароциркониевая реакция с выделением большого количества водорода) и в дальнейшем их обширному разрушению вследствие растворения диоксида урана цирконием и стеканию этой массы вниз. По оценкам специалистов окислилось примерно 1/3 общего количества циркония.

6:30

Операторы запросили у руководства разрешение на разведку работниками реакторного цеха в гермообъёме. К счастью, разрешение не было получено, вошедшие туда люди могли погибнуть.

7:10

В этот момент была зафиксирована высокая радиоактивность в первом контуре, что указывало на серьёзное повреждение оболочек ТВЭЛов .

К управляющему энергоблоком персоналу пришло первое понимание масштаба аварии.

7:20-8:00

Наконец вновь были запущены насосы аварийного охлаждения высокого давления, проработали 40 минут и отключились, закончился аварийный запас борированной воды. Однако она успела накрыть активную зону, предотвращая её дальнейшее разрушение, но это была лишь временная мера.

8:30-11:30

Операторы, поняв, что естественной циркуляции в контуре и теплоотвода от топлива по-прежнему нет, пытаются поднять давление, чтобы сконденсировать пар в контуре и запустить циркуляционные насосы, однако они не знают, что в нём скопилось большое количество неконденсирующихся газов, в первую очередь водорода.

Блочный щит управления вторым энергоблоком станции спустя несколько дней после аварии, идёт работа по её ликвидации.

11:40

Персоналом за неимением плана действий и мыслей в правильном направлении было принято решение осторожно и медленно сбрасывать давление в первом контуре для инициирования срабатывания гидроаккумуляторов, ещё одной, пассивной, системы безопасности. Весь последующий день они пытались это сделать, но фактически эти действия не имели успеха и лишь незначительное количество воды из гидроёмкостей попало в активную зону. Зато теперь из-за сброшенного давления невозможно было запустить циркуляционные насосы.

Также в течение дня имели место локальные загорания водорода в гермооболочке.

16:00

Наконец руководством станции было принято правильное решение - поднимать давление в первом контуре и пытаться запустить циркуляционные насосы. Были вновь включены аварийные насосы высокого давления.

19:50

Операторы запустили один циркуляционный насос первого контура, который проработал всего 15 секунд, но успел забросить в активную зону несколько десятков кубометров воды, которая сконденсировала пар и позволила затем запустить циркуляционные насосы. В дальнейшем персонал не допускал ошибок, опасное количество водорода, накопившегося под крышкой реактора, было постепенно удалено. В состояние холодный останов реактор был переведён лишь через месяц .

Последствия

Дезактивация помещений гермообъёма.

Хотя ядерное топливо частично расплавилось, оно не прожгло корпус реактора, так что радиоактивные вещества, в основном, остались внутри. По разным оценкам, радиоактивность благородных газов , выброшенных в атмосферу, составила от 2,5 до 13 миллионов кюри (480·10 15 Бк ), однако выброс опасных нуклидов , таких как йод-131, был незначительным . Территория станции также была загрязнена радиоактивной водой, вытекшей из первого контура. Было решено, что в эвакуации населения, проживавшего рядом со станцией, нет необходимости, однако губернатор Пенсильвании посоветовал покинуть пятимильную (8 км ) зону беременным женщинам и детям дошкольного возраста . Средняя эквивалентная доза радиации для людей живущих в 10-мильной (16 км ) зоне составила 8 миллибэр (80 мкЗв ) и не превысила 100 миллибэр (1 мЗв ) для любого из жителей . Для сравнения, восемь миллибэр примерно соответствуют дозе, получаемой при флюорографии , а 100 миллибэр равны одной трети от средней дозы, получаемой жителем США за год за счёт фонового излучения.

Было проведено тщательное расследование обстоятельств аварии. Было признано, что операторы допустили ряд ошибок, которые серьёзно ухудшили ситуацию. Эти ошибки были вызваны тем, что они были перегружены информацией, часть которой не относилась к ситуации, а часть была просто неверной. После аварии были внесены изменения в систему подготовки операторов. Если до этого главное внимание уделялось умению оператора анализировать возникшую ситуацию и определять, чем вызвана проблема, то после аварии подготовка была сконцентрирована на выполнении оператором заранее определённых технологических процедур. Были также улучшены пульты управления и другое оборудование станции. На всех атомных станциях США были составлены планы действий на случай аварии, предусматривающие быстрое оповещение жителей в 10-мильной зоне.

Работы по устранению последствий аварии были начаты в августе 1979 года и официально завершены в декабре г. Они обошлись в 975 миллионов долларов США. Была проведена дезактивация территории станции, топливо было выгружено из реактора. Однако часть радиоактивной воды впиталась в бетон защитной оболочки, и эту радиоактивность практически невозможно удалить.

Эксплуатация другого реактора станции (TMI-1) была возобновлена в 1985 году .

Фильм «Китайский синдром»

Авария на АЭС «Три-Майл Айленд» произошла через несколько дней после выхода в прокат кинофильма «Китайский синдром », сюжет которого построен вокруг расследования проблем с надёжностью атомной электростанции, проводимого тележурналисткой и сотрудником станции. В одном из эпизодов показан инцидент, очень похожий на то, что в действительности произошло на «Три-Майл Айленд»: оператор, введённый в заблуждение неисправным датчиком, отключает аварийную подачу воды в активную зону и это едва не приводит к её расплавлению (к «китайскому синдрому »). По ещё одному совпадению, один из персонажей фильма говорит, что такая авария может привести к эвакуации людей с территории «размером с Пенсильванию».

Примечания

Ссылки

• Хронология аварии (англ.)

Радиационные аварии
INES 7

Авария на АЭС Три-Майл-Айленд (англ. Three Mile Island accident) - одна из крупнейших аварий в истории ядерной энергетики, произошедшая 28 марта 1979 года на атомной станции Три-Майл-Айленд, расположенной на реке Саскуэханна, неподалёку от Гаррисберга (Пенсильвания, США). До Чернобыльской аварии, случившейся через семь лет, авария на АЭС «Три-Майл Айленд» считалась крупнейшей в истории мировой ядерной энергетики и до сих пор считается самой тяжёлой ядерной аварией в США, в ходе неё была серьёзно повреждена активная зона реактора, часть ядерного топлива расплавилась.

Хронологическое описание аварии

Аварийная остановка реактора

В ночь с 27 на 28 марта 1979 года энергоблок №2 работал на 97% мощности. Непосредственно перед началом аварийных событий системы энергоблока работали в штатном режиме, за исключением двух известных для персонала проблем. Во-первых, это постоянная небольшая протечка теплоносителя через затвор одного из клапанов компенсатора давления, из-за чего в сбросном трубопроводе держалась повышенная температура, а избыток среды из бака-барботера приходилось сливать примерно раз в каждые 8 часов. Во-вторых, при осуществлении регулярной процедуры выгрузки (замены) ионообменной смолы из фильтра конденсатоочистки второго контура произошло блокирование (закупоривание) смолой трубопровода выгрузки, и около 11 часов предпринимались попытки продуть его смесью сжатого воздуха и воды. Наиболее вероятно, возникшие при выполнении этой операции неполадки стали первым звеном во всей последующей цепи аварийных событий. Предположительно, вода от одного из фильтров конденсатоочистки через неисправный обратный клапан попала в систему сжатого воздуха, который использовался в том числе и для управления пневматическими приводами арматуры. Конкретный механизм воздействия воды на функционирование системы так и не был установлен, известно лишь то, что в 4:00:36 (-0:00:01 - время от условной точки отсчета) произошло неожиданное единовременное срабатывание пневмоприводов и закрытие всей арматуры, установленной на входе и выходе из фильтров конденсатоочистки. Поток рабочей среды оказался полностью перекрыт и работа второго контура станции была нарушена. Последовательно отключились конденсатные, питательные насосы и турбогенератор. Вода перестала поступать в парогенераторы и теплоотвод от реактора ухудшился. Возможность возникновения подобной аварийной ситуации была учтена при проектировании станции. Соответственно, была предусмотрена система аварийной подачи питательной воды в парогенераторы из баков запаса конденсата, а персонал был обучен управлению станцией в таких условиях. Переходной процесс занял несколько секунд за которые, автоматически, без участия операторов, произошло следующее: 04:00:37 (00:00:00) - остановка турбогенератора; 04:00:37 (00:00:00) - запуск насосов аварийной питательной воды; 04:00:40 (00:00:03) - срабатывание электромагнитного клапана компенсатора давления (из-за повышения давления в реакторной установке выше 15,5 МПа); 04…

"...28 марта 1979 года рано утром произошла крупная авария реакторного блока № 2 мощностью 880 МВт (электрических) на АЭС "Тримайл-Айленд" , расположенной в двадцати километрах от города Гаррисберга (штат Пенсильвания) и принадлежавшей компании "Метрополитен Эдисон"... Блок No 2 на АЭС "Тримайл-Айленд", как оказалось, не был оснащен дополнительной системой обеспечения безопасности, хотя подобные системы на некоторых блоках этой АЭС имеются...

По словам министра энергетики Шлесинджера, радиоактивное заражение местности вокруг АЭС "крайне ограничено" по величине и масштабам и у населения нет никаких оснований для беспокойства. А между тем только за 31 марта и 1 апреля из 200 тысяч человек, проживающих в радиусе тридцати пяти километров от станции, около 80 тысяч покинули свои дома. Люди отказывались верить представителям компании "Метрополитен Эдисон", пытавшимся убедить, что ничего страшного не произошло. По распоряжению губернатора штата был составлен план срочной эвакуации всего населения округа. В районе местонахождения АЭС было закрыто семь школ. Губернатор приказал эвакуировать всех беременных женщин и детей дошкольного возраста, проживающих в радиусе восьми километров от станции, и рекомендовал не выходить на улицу населению, проживающему в радиусе шестнадцати километров. Эти действия были предприняты по указанию председателя НРК Дж. Хендри после того, как была обнаружена утечка радиоактивных газов в атмосферу. Наиболее критическая ситуация сложилась 30-31 марта и 1 апреля, когда в корпусе реактора образовался огромный пузырь водорода, что грозило взрывом оболочки реактора; в таком случае вся окружающая местность подверглась бы сильнейшему радиоактивному заражению

Первые признаки аварии были обнаружены в 4 часа утра, когда по неизвестным причинам прекратилась подача питательной воды основными насосами в парогенератор. Все три аварийных насоса уже две недели находились в ремонте, что было грубейшим нарушением правил эксплуатации АЭС.

В результате парогенератор не мог отводить от первого контура тепло, вырабатываемое реактором. Автоматически отключилась турбина. В первом контуре реакторного блока резко возросли температура и давление воды. Через предохранительный клапан смесь перегретой воды с паром начала сбрасываться в специальный резервуар (барбатер), однако после того, как давление воды снизилось до нормального уровня, клапан не сел на место, вследствие чего давление в барбатере также повысилось сверх допустимого Аварийная мембрана на барбатере разрушилась, и около 370 кубометров горячей радиоактивной воды вылилось на пол.

Автоматически включились дренажные насосы, персонал должен был немедленно отключить их, чтобы вся радиоактивная вода осталась внутри защитной оболочки, однако этого сделано не было. Вода залила пол слоем в несколько дюймов, начала испаряться, и радиоактивные газы вместе с паром проникли в атмосферу, что явилось одной из главных причин последующего радиоактивного заражения местности.

В момент открытия предохранительного клапана сработала система аварийной защиты реактора со сбросом стержней-поглотителей, в результате чего цепная реакция прекратилась и реактор был практически остановлен. Процесс деления ядер урана в топливных стержнях прекратился, однако продолжался ядерный распад осколков... Предохранительный клапан оставался открытым, уровень воды в корпусе реактора снижался, температура быстро возрастала. По-видимому, это привело к образованию пароводяной смеси, в результате чего произошел срыв главных циркуляционных насосов, и они остановились.

Как только давление упало, автоматически сработала система аварийного расхолаживания активной зоны, и топливные сборки начали охлаждаться. Это произошло через две минуты после начала аварии. (Здесь ситуация похожа на чернобыльскую за двадцать секунд до взрыва Но в система аварийного охлаждения активной зоны была отключена персоналом заблаговременно.- Г. М.)

Вода по-прежнему испарялась из реактора. Предохранительный клапан, по-видимому, заклинило, операторам не удалось закрыть его с помощью дистанционного управления. Уровень воды в реакторе упал, и одна треть активной зоны оказалась без охлаждения Защитные циркониевые оболочки топливных стержней начали трескаться и крошиться. Из поврежденных тепловыделяющих элементов начали выходить высокоактивные продукты деления. Вода первого контура стала еще более радиоактивной. Температура внутри корпуса реактора превысила четыреста градусов, и указатели на пульте управления зашкалили. ЭВМ, следившая за температурой в активной зоне, начала выдавать сплошные вопросительные знаки и выдавала их в течение последующих одиннадцати часов...

В ночь с 28 на 29 марта в верхней части корпуса реактора начал образовываться газовый пузырь. Активная зона разогрелась до такой степени, что из-за химических свойств циркониевой оболочки стержней произошло расщепление молекул воды на водород и кислород. Пузырь объемом около 30 метров кубических, состоявший главным образом из водорода и радиоактивных газов-криптона, аргона, ксенона и других,- сильно препятствовал циркуляции охлаждающей воды, поскольку давление в реакторе значительно возросло.

Но главная опасность заключалась в том, что смесь водорода и кислорода могла в любой момент взорваться (то, .- Г. М.). Сила взрыва была бы эквивалентна взрыву трех тонн тринитротолуола, что привело бы к неминуемому разрушению корпуса реактора. В другом случае смесь водорода и кислорода могла проникнуть из реактора наружу и скопилась бы под куполом защитной оболочки. Если бы она взорвалась там, все радиоактивные продукты деления попали бы в атмосферу ( .- Г. М.). Уровень радиации внутри защитной оболочки достиг к тому времени 30 000 бэр в час, что в 600 раз превышало смертельную дозу. Кроме того, если бы пузырь продолжал увеличиваться, он постепенно вытеснил бы из корпуса реактора всю охлаждающую воду и тогда температура поднялась бы настолько, что расплавился бы уран ( .- Г. М.).

В ночь на 30 марта объем пузыря уменьшился на 20 процентов, а 2 апреля он составлял всего лишь 1,4 метра кубического. Чтобы окончательно ликвидировать пузырь и устранить опасность взрыва, техники применили метод так называемой дегазации воды...

1 апреля электростанцию посетил президент Картер. Он обратился к населению с просьбой "спокойно и точно" соблюдать все правила эвакуации, если в этом возникнет необходимость.

Выступая 5 апреля с речью, посвященной проблемам энергетики, президент Картер подробно остановился на таких альтернативных методах, как использование солнечной энергии, переработка битуминозных сланцев, газификация угля и т. п., но совершенно не упомянул о ядерной энергии, будь то расщепление атомного ядра или управляемый термоядерный синтез.

Многие сенаторы заявляют, что авария может повлечь за собой "мучительную переоценку" отношения к ядерной энергетике, однако, по их словам, страна вынуждена будет и далее производить электроэнергию на АЭС, так как иного выхода для США не существует. Двойственная позиция сенаторов в этом вопросе наглядно свидетельствует о том затруднительном положении, в котором очутилось правительство США после аварии..."

Окинем взором минувшее тридцатипятилетие с начала 50-х годов: так ли случайны были Пенсильвания и Чернобыль, случались ли за минувшие тридцать пять лет аварии на АЭС в США и СССР, которые могли бы послужить уроком и предостеречь людей от облегченного подхода к этой сложнейшей проблеме современности?

Заглянем в историю развития атомной энергетики и убедимся, что аварии на ядерных реакторах начались фактически сразу же после их появления.