Авария на аэс три майл айленд кратко
Обновлено: 05.07.2024
Авария, произошедшая 28 марта 1979 года на АЭС Три-Майл-Айленд (Трехмильный остров), расположенной недалеко от Гаррисберга, столицы штата Пенсильвания, считается самой крупной ядерной аварией в США. До Чернобыльской аварии, произошедшей 26 апреля 1986 года, авария на Три-Майл-Айленд считалась самой тяжелой ядерной аварией в мире. В результате этой аварии активная зона реактора станции была очень сильно повреждена, а часть ядерного топлива расплавилась. Одним из результатов этой аварии явилось то, что после нее развитие атомной энергетики в США было практически заморожено. Но, несмотря на это, США и сегодня являются обладателями самой мощной атомной энергетики в мире.
Ранним утром 28 марта 1979 года случилось непоправимое: произошёл механический или электрический отказ, вызвавший целый ряд неконтролируемых событий. Началось частичное расплавление реактора второго блока.
Случайно или нет, оказались неисправными водяные насосы, которые должны были охлаждать ядерное топливо в активной зоне реактора. Люди, работавшие на станции, зафиксировали потерю теплоносителя, но действия, которые они предприняли, только сделали всё ещё хуже. Проблему решить они не смогли. Поток воды, который должен был остужать реактор, так и не был восстановлен.
Из-за этого началась утечка расплавленного ядерного топлива, которое стало вытекать из металлического контейнера. Половина активной зоны реактора оказалась расплавленной. Радиоактивные газы устремились в атмосферу. Люди с ужасом смотрели на вырывающийся с вершины станции фонтан пара. Когда топливо начало плавиться внутри блока, оно образовало огромный водородный шар.
Многие тогда боялись, что из-за этого может произойти ядерный взрыв, в результате которого в окружающую среду попадёт ещё больше радиоактивного материала. Супруги Лонгнекер, Патти и Джон, из Элизабеттауна выехали из своего дома, находящегося недалеко от станции, до начала аварии. Они хотели набрать виноградной лозы для своего домашнего производства плетения корзин. Они остановились в небольшом придорожном кафе.
Там супруги услышали об аварии от дальнобойщиков. Они не раздумывая помчались назад к дому. Их беспокоило, что же там произошло на самом деле. Последовали дни неопределенности, полные тревоги.
Тогда губернатором Пенсильвании был Дик Торнбург. Он посоветовал женщинам на сносях и маленьким детям, жившим около АЭС, эвакуироваться из этой зоны. 100 тысяч человек вынуждены были покинуть своё место жительства. Они перебрались в Вирджинию. Три дня на станции работали эксперты.
Такие исследования проводили как государственные службы, так и независимые эксперты. Большинство из них тогда пришло к выводу, что у населения нет никаких побочных эффектов от этого облучения. Но в 1996 году в суд подали иски более 2000 человек. Они жаловались на проблемы со здоровьем, возникшие у них после аварии. Но суд решил, что у истцов недостаточно доказательств.
Но до сих пор раз в год в августе месяце сотни американцев, живущие в 10 милях вокруг станции, выстраиваются в очередь для получения бесплатных лекарств, содержащих йодид и калий, для поддержания щитовидной железы. Это самый жуткий ежегодный ритуал жителей штата Пенсильвания. Его проводит министерство здравоохранения штата.
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).
Содержание
Хронология и последовательность событий
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.
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.
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.
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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
Операторы запросили у руководства разрешение на разведку работниками реакторного цеха в гермообъёме. К счастью, разрешение не было получено, вошедшие туда люди могли погибнуть.
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.
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.
Наконец руководством станции было принято правильное решение — поднимать давление в первом контуре и пытаться запустить циркуляционные насосы. Были вновь включены аварийные насосы высокого давления.
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 [1] [2] [3] [4] .
Последствия
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 [5] [6] . 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 [7] . 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 [8] . 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 1993 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.
В апреле 1986 года в СССР произошла авария на Чернобыльской АЭС, которая стала самой крупной катастрофой в истории мирного атома. Но мало кто помнит, что за семь лет до этой трагедии похожая авария случилась в США.
В этот момент сработал предохранительный клапан, выпускающий из реактора пар и воду, которая скапливалась в барботере. Но при достижении нормального давления клапан не закрылся, что стало причиной утечки теплоносителя. Эту неполадку операторы обнаружили лишь через 2,5 часа. Барботер переполнился, расположенные на нем предохранительные мембраны лопнули, а кипяток и пар стали поступать в помещения. Сработала система аварийного охлаждения реактора. Из-за не закрывшегося клапана через барботер вода начала поступать и в гермооболочку.
Датчики показывали, что в реакторе слишком много воды, хотя на самом деле он был практически пуст. Операторы, опираясь на показания, отключили все аварийные насосы, закачивающие воду в первый контур.
Лишь на следующий день уже новая смена операторов разобралась в ситуации. Сотрудники станции закрыли электромагнитный клапан компенсатора давления и смогли запустить принудительное охлаждение активной зоны. Но к этому времени топливо расплавилось. Критическая фаза миновала, но в теплоносителе осталось скопление водорода, от которого удалось избавиться лишь к 1 апреля.
Несмотря на серьезное загрязнение самой станции, радиационные последствия для населения и окружающей среды оказались незначительными. Но из-за противоречивой информации из СМИ жители штата Пенсильвании испытали серьезный психологический стресс.
Из-за превышенных показателей радиации над вентиляционной трубой станции губернатор штата Пенсильвания выступил с заявлением о добровольной эвакуации беременных женщин и детей с прилегающей населенной зоны. Но через несколько часов он заявил, что необходимости в эвакуации нет. К этому времени около 600 тысяч жителей штата собрали чемоданы и были готовы уехать, из них 200 тысяч человек покинули свои дома. Они начали возвращаться лишь через несколько дней после того, как 1 апреля на станцию прибыл лично президент США Джимми Картер.
Для выяснения обстоятельств аварии на АЭС было создано сразу несколько комиссий для расследования случившегося: комиссия президента США, комиссия сената США, комиссия губернатора штата Пенсильвания, комиссия комитета по ядерному регулированию, комиссия комитета по вопросам окружающей среды и комиссия Института электроэнергетических исследований.
Специалисты, расследовавшие аварию, пришли к выводу, что хоть изначальной причиной случившегося стал отказ оборудования, к серьезным последствиям привела неподготовленность к нештатной ситуации.
Дата: 28 марта 1979 года, примерно 4 часа утра.
Можно выделить две причины катастрофы на АЭС Three Mile Island:
Поэтому и получилось то, что получилось — первая серьезная авария на АЭС, которая до трагических событий на Чернобыльской АЭС оставалась крупнейшей в мире.
Авария на втором энергоблоке АЭС началась примерно в четыре утра 28 марта, и борьба за реактор велась до самого вечера, а полностью устранить опасность удалось лишь ко 2 апреля. Хроника событий этой аварии обширна, однако имеет смысл остановиться только на ее ключевых моментах.
Примерно 4.00. Остановка питательного насоса второго контура, в результате чего циркуляция воды прекратилась, а реактор начал перегреваться. Именно здесь случилось главное событие, послужившее началом аварии: из-за грубой ошибки, допущенной во время ремонта, не запустились аварийные насосы второго контура. Как выяснилось позже, проводившие ремонт техники не открыли задвижки на напоре, но операторы не могли видеть этого, так как индикаторы состояния насосов на пульте управления были просто-напросто закрыты ремонтными табличками!
Первые 12 секунд после аварии. Повышение температуры и давления в реакторе запустило систему аварийной защиты, которая заглушила атомный котел. Чуть ранее сработал предохранительный клапан, который начал выпускать из реактора пар и воду (она скапливалась в специальной емкости — барботере). Однако при достижении нормального давления клапан по какой-то причине не закрылся, что заметили только через 2,5 часа — за это время барботер переполнился, из-за критического уровня давления лопнули расположенные на нем предохранительные мембраны, и помещения гермооболочки начали заполняться перегретым паром и горячей радиоактивной водой.
4.02. Сработала система аварийного охлаждения реактора — в активную зону начала подаваться вода, которая из-за не закрывшегося клапана через барботер также поступала в гермооболочку.
4.05. Первая грубая ошибка операторов. Несмотря на то, что реактор был практически пуст, приборы показывали, что в нем слишком много воды, а поэтому операторы постепенно отключили все аварийные насосы, закачивающие воду в первый контур.
4.08. Операторы, наконец, обнаружили, что аварийные насосы второго контура не работают, но их запуск не особо исправил ситуацию.
Вплоть до 6.18 люди, опираясь на неверные показания приборов (и, в то же время, почему-то не замечая другие важные показатели, говорившие о характере аварии), пытались определить проблему и выполняли разнообразные действия, но лишь усугубили ситуацию. В результате активная зона реактора, лишенная охлаждения, начала в прямом смысле слова плавиться, хотя цепная ядерные реакции уже были остановлены. Перегрев был обусловлен распадом высокоактивных продуктов деления урана (именно из-за этого ядерный реактор не может быть остановлен сразу, в одно мгновение).
Лишь в 6.18 утра прибывший инженер определил истинную причину аварии, и слив воды из активной зоны реактора был прекращен. Однако насосы аварийного охлаждения, остановленные двумя часами ранее, по разным причинам удалось запустить лишь в 7.20, что и предотвратило катастрофу — специальная борированная вода, закачанная в активную зону, остановила ее нагрев и дальнейшее разрушение.
Казалось бы, авария предотвращена, и теперь можно спокойно заниматься полной остановкой реактора. Однако уже днем 28 марта выяснилось, что в корпусе реактора образовался огромный водородный пузырь, который мог в любую секунду вспыхнуть и взорваться — такой взрыв на АЭС привел бы к страшной катастрофе. Но откуда взялся этот водород? Он образовался из-за реакции раскаленного циркония с раскаленным же водяным паром, который буквально распадался на атомы кислорода и водорода. Кислород окислял цирконий, а свободный водород скапливался под крышкой реактора — так и образовался взрывоопасный пузырь.
Вечером, в 19.50 удалось восстановить работу одного из насосов первого контура, который, правда, проработал всего 15 секунд, но это позволило вскоре запустить остальные насосы и восстановить более или менее нормальную работу первого контура системы охлаждения реактора.
Вплоть до 2 апреля операторы работали над удалением из-под крышки реактора водорода — эта операция увенчалась успехом, и опасность неуправляемого развития аварии была полностью устранена.
А уже 1 апреля на станцию Три-Майл-Айленд с визитом прибыл сам президент США Джимми Картер, который успокоил людей и рассказал, что никакой опасности нет. И если верить официальным данным, то опасности действительно не было, но волнение людей, возникшее из-за аварии, понять можно.
АЭС Три-Майл-Айленд
Удивительно, но авария на АЭС Три-Майл-Айленд не имела серьезных последствий для здоровья людей и экологии, однако она оказала самое серьезное влияние на умы людей и американскую ядерную энергетику. Но, несмотря на это, все работы по устранению последствий аварии были завершены лишь к 1993 году!
Разрушения активной зоны. Температура в реакторе во время аварии достигала 2200 градусов, в результате расплавилось около половины всех компонентов активной зоны. В абсолютных цифрах это составляет почти 62 тонны.
Крах атомной энергетики США. После аварии на АЭС Три-Майл-Айленд в США было принято решение больше не строить атомных электростанций, что привело к застою в американской атомной энергетике.
В настоящее время АЭС Three Mile Island продолжает работу — функционирует энергоблок № 1, который во время аварии находился в ремонте, и был запущен в 1985году. Второй энергоблок закрыт, внутренняя часть реактора полностью вынута и утилизирована, а за площадкой ведется наблюдение. Станция будет работать до 2034 года.
Интересно, что в 2010 году турбогенератор аварийного второго энергоблока был продан, снят и по частям перевезен на атомную станцию Shearon Harris (штат Северная Каролина, США), где занял место в новом энергоблоке. Удивительно? Нисколько. Ведь это оборудование проработало всего полгода, а во время аварии не пострадало и не получило радиоактивного заражения — не пропадать же многомиллионному добру)
Что сделано, чтобы подобное не повторилось
Через семь лет в СССР произошла авария, которая в прямом и переносном смысле затмила инцидент на АЭС Три-Майл-Айленд — это печально известная катастрофа на Чернобыльской АЭС, произошедшая 26 апреля 1986 года. Интересно, что ход обеих аварий был схожим, однако в четвертом энергоблоке ЧАЭС произошло то, чего не случилось у американцев — прогремел взрыв, имевший самые серьезные последствия.
Читайте также: