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    1979年3月28日凌晨，美國(guó)賓夕法尼亞州的三哩島核電站由于設(shè)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(hào)堆嚴(yán)重?fù)p毀，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)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?yàn)楹穗娬景踩珰さ挠行ПＷo(hù)，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(diǎn)30分左右，三哩島核電站的2號(hào)反應(yīng)堆在例行檢修后重新開(kāi)始運(yùn)行。當(dāng)功率逐漸提升到額定范圍時(shí)，二次回路上的一臺(tái)冷凝水泵突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)，造成蒸汽發(fā)生器的給水中斷。如此一來(lái)，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(shí)也沒(méi)有什么大不了的，反應(yīng)堆的安全連鎖系統(tǒng)都可以自行處理，即主給水泵停運(yùn)，渦輪機(jī)停轉(zhuǎn)，兩個(gè)輔助給水泵也會(huì)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。該反應(yīng)堆之前已經(jīng)發(fā)生過(guò)多次這樣的故障，但都沒(méi)有導(dǎo)致意外事故發(fā)生，每次計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都很快采取措施及時(shí)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(wàn)千瓦水堆電站2號(hào)反應(yīng)堆主水泵停轉(zhuǎn)。輔助水泵按照預(yù)設(shè)的程序啟動(dòng)，然而，它并沒(méi)有正常啟動(dòng)，二回路冷卻水并沒(méi)有按照程序進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，熱量在堆芯聚集，堆芯壓力上升。原來(lái)，輔助回路中一道閥門在例行檢修中沒(méi)有按規(guī)定打開(kāi)，導(dǎo)致輔助回路沒(méi)有正常啟動(dòng)。堆芯壓力的上升導(dǎo)致減壓閥開(kāi)啟，冷卻水流出。由于發(fā)生機(jī)械故障，堆芯壓力回復(fù)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(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，47%的堆芯燃料已經(jīng)熔毀，而且發(fā)生泄漏，這時(shí)系統(tǒng)發(fā)出了放射性物質(zhì)泄漏的警報(bào)。然而，由于當(dāng)時(shí)警報(bào)蜂起，核泄漏的警報(bào)并未引起運(yùn)行人員的注意。直到事故發(fā)生的那天晚上8點(diǎn)，2號(hào)堆一、二回路均恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，運(yùn)行人員始終都沒(méi)有察覺(jué)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(zhǎng)出于安全考慮疏散了核電站附近的學(xué)齡前兒童、孕婦，并下令對(duì)事故堆芯進(jìn)行檢查。經(jīng)過(guò)這次檢查才發(fā)現(xiàn)，堆芯嚴(yán)重?fù)p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(guò)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(dòng)打開(kāi)了卸壓閥。當(dāng)排出部分蒸汽，壓力降到正常范圍時(shí)，該卸壓閥理應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉。然而，卻發(fā)生一個(gè)意外卸壓閥失靈了，沒(méi)有自動(dòng)關(guān)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)即按原先的程序啟動(dòng)輔助給水系統(tǒng)。然而，在管路上卻出現(xiàn)了一個(gè)意外。兩星期前，該系統(tǒng)中幾臺(tái)泵的出口閥在檢修時(shí)關(guān)閉了，沒(méi)有及時(shí)打開(kāi)。毫無(wú)疑問(wèn)，這是嚴(yán)重違反操作規(guī)程的。
 
    雖然輔助給水系統(tǒng)的泵已啟動(dòng)，但卻沒(méi)有水注入蒸汽發(fā)生器，而且操作人員也沒(méi)有察覺(jué)到該閥門已關(guān)閉的指示信號(hào)。由于卸壓閥的失靈造成一回路通過(guò)此閥不斷向外排出蒸汽，使堆芯局部失水。本來(lái)兩分鐘后因?yàn)槎研纠鋮s不足，堆芯緊急冷卻，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，使高壓注水泵開(kāi)啟向一回路注水流入堆芯。可怕的第三次意外發(fā)生了，操作人員又犯了一個(gè)判斷性的錯(cuò)誤，自作主張地通過(guò)手動(dòng)控制系統(tǒng)把其中的一臺(tái)高壓注入水泵關(guān)閉了。
 
    如此一來(lái)，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(guò)卸壓閥外泄又得不到補(bǔ)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(dá)數(shù)小時(shí)。雖然反應(yīng)堆已自動(dòng)關(guān)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(shí)，雖然自動(dòng)控制系統(tǒng)再一次通過(guò)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(yīng)，生成氫氣，導(dǎo)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(lái)，而進(jìn)入一回路水。
 
    與此同時(shí)，一回路的卸壓閥仍開(kāi)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(guò)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(guò)污水泵而流入輔助廠房。據(jù)統(tǒng)計(jì)，流入輔助廠房?jī)?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(dǎo)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(jì)，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(guó)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(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)。1973年動(dòng)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(hào)堆），從建成到發(fā)生事故僅僅運(yùn)轉(zhuǎn)了約3個(gè)月的時(shí)間。

    應(yīng)急搶救
 
    核突發(fā)事件發(fā)生后在美國(guó)引起強(qiáng)烈反響，美國(guó)總統(tǒng)吉米˙卡特還偕夫人到現(xiàn)場(chǎng)視察。此外，為控制事態(tài)發(fā)展，有關(guān)當(dāng)局與相關(guān)部門作出了很大的努力。

    核電站對(duì)事件的發(fā)生事先估計(jì)不足，缺乏必要的應(yīng)急準(zhǔn)備，但從事故次日起就力求大規(guī)模的人員與技術(shù)支援。此外，為了解決以下問(wèn)題，搶救人員晝夜24小時(shí)輪班工作：
 
    ●第一，防止氫氣爆炸
 
    反應(yīng)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(qiáng)輻射作用下產(chǎn)生解離而生成的，這是事先沒(méi)有預(yù)料到的。設(shè)計(jì)者估計(jì)在嚴(yán)重事故情況下氫氣濃度不會(huì)超過(guò)2%，所以在反應(yīng)堆系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有設(shè)置消氫裝置。可是誰(shuí)曾想到，這次事故發(fā)生后不到10小時(shí)就發(fā)現(xiàn)堆內(nèi)氫氣濃度過(guò)高，這曾一度使聯(lián)邦核管理委員會(huì)的官員們極度緊張不安。據(jù)估計(jì)，若安全殼內(nèi)空氣中的氫氣濃度一旦超過(guò)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(xiǎn)人員首先采用催化復(fù)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(guò)一個(gè)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(yīng)堆才完全穩(wěn)定下來(lái)，實(shí)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(xùn)練，導(dǎo)致在操作上屢次失誤，并造成堆芯逐漸失水。搶險(xiǎn)人員努力使一臺(tái)主冷卻泵恢復(fù)工作，盡力使堆芯降溫。此外，還制訂了一套萬(wàn)一再發(fā)生意外情況的應(yīng)急救援計(jì)劃，即一旦所有冷卻泵都失靈停轉(zhuǎn)就啟動(dòng)自然循環(huán)，若自然循環(huán)也失效就采用人工啟動(dòng)高壓注入泵注入冷卻水，以此來(lái)冷卻堆芯溫度。
 
    ●第三，撤離疏散公眾
 
    反應(yīng)堆氫氣爆炸的潛在危險(xiǎn)太大，其后果又難于估計(jì)，所以美國(guó)核管會(huì)在征求專家們的意見(jiàn)后立即對(duì)公眾采取預(yù)防性的安全撤離措施。據(jù)估計(jì)，3月31日-4月11日撤離的人數(shù)高達(dá)8萬(wàn)人。在核電站周圍32千米的半徑內(nèi)，大約撤走了約20萬(wàn)居民。
 
    如此大規(guī)模的撤離無(wú)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(tīng)聞的新聞報(bào)導(dǎo)。在政府和新聞媒體的作用下，三哩島地區(qū)的居民都爭(zhēng)先恐后地紛紛離開(kāi)，引起世界性的轟動(dòng)，給三哩島事故蒙上了恐怖的色彩。
 
    誰(shuí)的疏忽
 
    這次核泄漏事故不僅經(jīng)濟(jì)損失慘重，而且對(duì)反應(yīng)堆本身的損壞非常嚴(yán)重。堆芯約35%已經(jīng)成了碎片，僅事故后的清理費(fèi)就高達(dá)10億美元。雖然損失慘重，但令人意外的是這次核事故對(duì)周圍環(huán)境、公眾健康的輻射危害很小。事故逸出的長(zhǎng)壽命放射性核素的沉積，在測(cè)量?jī)x器的可測(cè)限度以下。
 
    事故發(fā)生后，有關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)周圍居民進(jìn)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(gè)不同地點(diǎn)的河水樣品中都沒(méi)有檢測(cè)到任何放射性物質(zhì)；在三哩島核電站附近的220萬(wàn)居民中沒(méi)有人發(fā)生急性輻射反應(yīng)；三哩島周圍居民的癌癥發(fā)生率也沒(méi)有顯著增高；當(dāng)?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(dòng)植物異常現(xiàn)象。所有調(diào)查研究的結(jié)果表明，三哩島核突發(fā)事件對(duì)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(xùn)，主要在組織管理、操作人員素質(zhì)培訓(xùn)等方面，特別是操作人員的屢次操作失誤，其教訓(xùn)尤為深刻。據(jù)報(bào)道，當(dāng)時(shí)在處理事故過(guò)程中的幾個(gè)操作人員甚至連堆芯內(nèi)因失水造成溫度過(guò)高引起堆芯沸騰的問(wèn)題都沒(méi)有想到過(guò)，而且在安全殼內(nèi)觀察到有強(qiáng)放射性水平以后的三四天里仍沒(méi)有意識(shí)到燃料元件包殼可能嚴(yán)重?fù)p壞。可見(jiàn)，操作人員的實(shí)際素質(zhì)、技能水平實(shí)在太差。
 
    為實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆的安全，三哩島核電站設(shè)計(jì)有多層設(shè)防的縱深防護(hù)結(jié)構(gòu)。如果不是操作人員強(qiáng)行干預(yù)了安全系統(tǒng)與設(shè)備的工作，堆芯損壞和放射性的向外逸出是不會(huì)發(fā)生的。毫無(wú)疑問(wèn)要確保安全，操作人員、工程技術(shù)人員都必須要在判斷能力方面進(jìn)行實(shí)踐知識(shí)訓(xùn)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(shí)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)等問(wèn)題。一旦操作人員誤操作，在安全系統(tǒng)中要能及時(shí)反映顯示出來(lái)，以提醒相關(guān)人員能及時(shí)糾正。
 
    三哩島核突發(fā)事件以前，人們總認(rèn)為核電站的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)轉(zhuǎn)十分可靠，嚴(yán)重事故發(fā)生的機(jī)率很小。即使發(fā)生事故，對(duì)廠外幾乎無(wú)放射性影響。正因?yàn)閷?duì)核電站本身的可靠性過(guò)于自信、“絕對(duì)化”了，因此缺少嚴(yán)重事故可能發(fā)生的充分思想準(zhǔn)備。雖然三哩島事故前，已兩次有人反映事故隱患，但卻沒(méi)有得到重視和引起警覺(jué)。此外，事故的發(fā)生和美國(guó)政府也不無(wú)關(guān)系。第二次世界大戰(zhàn)后，美國(guó)忽視了政府的核事故總體應(yīng)急計(jì)劃；聯(lián)邦、州和當(dāng)?shù)卣膽?yīng)急計(jì)劃也缺乏有效的組織領(lǐng)導(dǎo)。
 
    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(duì)核能應(yīng)用的有力證據(jù)。三哩島核泄漏事故態(tài)勢(shì)雖然嚴(yán)重，但未造成嚴(yán)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(gè)事件中，運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作和機(jī)械故障是重要的原因。這次事故警醒人們，核電站運(yùn)行人員的培訓(xùn)、應(yīng)對(duì)緊急事件的處理能力、控制系統(tǒng)的良好性等細(xì)節(jié)對(duì)核電站的安全運(yùn)行有著重要影響。
 
    本文摘自《污染實(shí)錄》北京理工大學(xué)出版社出版