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    2074年開拆,三里島核事故,為何沒引發重大傷亡和美國崩潰

    時間:2020-02-18 15:01:11來源:鳳凰歷史反應堆 事故 三里島 核電站 燃料

    美國賓夕法尼亞州三里島核電站2號核反應堆在1979年3月28日清晨大約經歷了三個小時以后,終于釀成了一場接近熔堆的災難性事故。

    1979年3月28日凌晨,三里島核電站二級循環系統的樹脂過濾器發生了堵塞,操作人員在疏通過濾器時,意外造成給水泵、冷凝水泵和冷凝增壓泵關閉。隨后,反應堆冷卻系統的溫度和壓力開始升高,引起反應堆自動緊急關閉。于是,有32000加侖的冷卻液泄漏,冷卻液的輻射量超標300倍。

    事故發生后,當地學校立刻關閉,居民們被要求待在室內,減少戶外活動。當局先是要求核電站周圍5英里范圍內的孕婦和兒童撤離,后來撤離范圍又擴大到核電站周圍20英里。幾天內,就有14萬人撤離。環境清理工作從1979年8月開始,1993年11月才結束,總共耗資10億美元。

    2019年4月,美國Exelon電力公司已提交三里島核電站1號機組退役的詳細計劃,《核電站關閉后退役工作報告》詳細說明了選擇“延緩拆除”方案作為三里島核電站的退役方案,并概述了從2074年開始拆除包括核電站冷卻塔在內的大型部件的計劃。美國政府允許的3種核電站退役方案包括:延緩拆除、立即拆除與掩埋。

    Exelon公司表示,延緩拆除方案為退役工作人員提供一個更安全的環境,為正常的放射性衰變留出了更多的時間,從而減少放射性廢物和輻射照射。乏燃料將被轉移到現場乏燃料池,然后在2022年底之前轉移到干桶貯存。

    事后三里島核電站和保險公司拿出了8200萬美元來賠償當地居民。后繼的調查表明,對賓夕法尼亞州政府處理此事不滿意的民眾超過了50%。1979年5月,華盛頓有65000人走上街頭反對發展核電。9月,紐約爆發了20萬人參加的反對建設核電站抗議活動。從安全角度考慮,在隨后幾年內美國不得不取消了51座核反應堆的建造計劃。

    一、關于事故性質的爭論和現場清理

    以往對反應堆達到的溫度的估計,分歧很大。

    有些專家從理論上推測,幾乎立即判定堆芯已非常接近熔化的溫度,而另外一些專家則宣稱,燃料和反應堆的主要放射性屏蔽能力沒有受到破壞。(有關方面)對燃料所達到溫度的興趣,已遠遠超出純學術性探討,在核電站安全問題上引起一場較大而持久性的爭論中起關鍵性的作用,使三里島電站的恢復在紛爭中拖延下來。

    雖然,迄今為止,美國官方沒有發表過正式公告,但一般已意識到政府和工業專家已暗示三里島的2號反應堆必須報廢。但是殃及到另一座相鄰的1號反應堆。

    該堆在2號發生事故時正在停堆添加燃料。雖然安然無恙,卻被牽連至今不允許開堆發電,而仍處在停堆之中(注:三里島核電站共有兩座核反應堆,即1號堆和2號堆,總容量為170萬千瓦)。

    公用事業部門官方估計,要清理2號反應場現場,需花代價將高達10億美元。但這個龐大的預算從許多方面看來,仍然認為是不現實而不敷所需的。至今幾年來大約已花了上述代價的一半。僅完成恢復工作的三分之一。

    其余三分之二的工程量—包括清除最危險的堆芯的大量工作—要留待以后去做。

    對于2號堆堆芯的損壞程度,在事故發生時,根據當時提供的信息,認為反應堆內只百分之一燃料受到損壞。而幾年來通過在壓力殼內用閉路電視遙攝圖象進行燃料狀態的研究,和愛達荷州實驗室的試樣分析,可以推定2號堆事故后損壞的堆芯分為三層。

    當把其中每一層從壓力殼內清除出來時,都要涉及解決一些技術問題。

    第一層是頂上的碎片,像砂礫一樣,可以用管子吸出。

    碎片下面是熔融的燃料,固結為一塊。如果這塊是很大的話,將它拆除將是很困難的,必須用特殊的工具將它擊碎。第三層在堆芯底部,將是燃料棒和殘端部分。通過電視攝象看到有些燃料棒仍然堆在那邊,而熔融物質會流入燃料棒殘端的中間,可能熔在一起。

    由于損壞的大塊處在堆芯的中部,從壓力殼外部看來幾乎完好未損,這就是2號堆的不銹鋼壓力殼從外部看來似乎絲毫未受損壞的道理。

    雖然,長時間來利用實驗反應堆模擬過各種事故,也遇到過一些包括燃料部分熔融在內的核事故。但是,卻從沒有模擬過一件復制三里島發生的同樣綜合性或同樣規模的事故。因此,三里島已為美國國內核電界提供了一個巨大的實驗室。將可利用它對過去計算機完成的設計項目和小規模研究的成果進行校驗。

    通過這一校驗,可以得到一批新的設計計算公式和一批擴大的數據。三里島堆芯的發現將為計算機分析的一系列擴展提供基礎,包括將來建造更高的堆芯溫度和具有更嚴酷事故條件的反應堆。

    美國能源部已意識到三里島提供的這個獨特的研究機會的重要性。承諾撥款1.89億美元進行核燃料損壞和堆芯清理方法的開發研究。這在其他的技術問題上是沒有先例的。

    二、三里島事故不是唯一的一次核事故

    雖然,三里島事故已被列為美國商用核電站發展史上最惡劣的一次事故,但它不是這個國家第一次嚴重的反應堆事故,1961年1月,政府創辦的一座設在愛荷達州邊遠地區國立反應堆實驗站的3萬千瓦沸水堆,因操作人員不慎,將控制棒全部抽出堆外。造成反應堆超臨界而燃料熔化,然后蒸汽爆炸,帶出大量裂變產物,造成三名工人死亡。他們即使不被炸死,所接受的輻照劑量也足以致于死命。

    1966年密執安州一座恩里柯·費米(EnieroF~i)增殖堆的事故,造成部分熔堆。底特律市南30英里一座20萬千瓦反應堆是美國原子能委員會(AEC)所資助,目的為鼓勵公用事業建造核電站的指導性裝置,也出過事故。另一座較小的設在洛杉磯的郊外的AEC反應堆,由于失水造成過熔堆事故。

    三、三里島的現狀和癥結

    由于財政上、政治上和官僚主義的原因,使三里島的現場清理工作拖延下來了。而政治和官僚主義的障礙,互相糾纏,看來是難以對付的。三里島事故引起一大堆法律上的質詢,這些質詢不斷地來自法院和核管理委員會。以貫徹核電安全標準為名的非盈利團體科學家聯誼會和地區的公民團體密切地監視反應堆的清理工作,成為固執的反對者。

    這幾年里,規范貫徹和監督的大部分精力集中在三里島的未損壞的1號堆上。公用事業公司謀求核管理委員會批準,使1號堆重新開車。因為這是使該公司獲得急需的財務收入的一項重要措施。但是,要重開1號反應堆卻招來了一片抗議聲。反對者堅持要求,必須首先解決有關三里島1號反應堆安全的關鍵性問題,和運行人員是否稱職的問題,否則1號堆必須繼續停閉下去。

    對于2號堆,1984年8月賓夕法尼亞州州長迪克·桑柏爾說,非要首先對2號堆的清理工作籌足所需的資金,保證附近居民安全而充分的應急方案得到批準,和公用事業公司的運行人員和他們的上級領導對操作處理不當問題進行深刻檢查并獲得諒解,否則絕無什么決定可言。

    應急計劃的充分性對于三里島附近居民說來,是特別關注的。在事故發生后,據估計有140,000個賓夕法尼亞居民遷出周圍地區。促進這一疏散工作的匆促進行,是當時存在一片混亂—包括官員和群眾,對于反應堆的狀況暖昧不明,和傳聞決定要向大氣排放放射性氛氣的可怖消息。

    2號反應堆芯最高溫度的新發現,無疑會給爭論的雙方所利用:一方說,三里島的事故肯定了核電的一般安全性;另一方則爭論說,2號堆和所有其他反應堆都是不安全的,而且構成威脅。一些專家研究了最近堆芯最高溫度的測定,肯定了反應堆的安全性,認為其重大意義在于燃料可達到高溫而不破壞反應堆的結構。這些高溫看來并不影響反應堆的壓力殼。壓力殼的完整性看來全然不受高溫的威脅。

    另一部分對此抱不同的見解,認為研究工作僅肯定了對于事故中反應堆知道和理解得太少。必須把堆芯全部卸出;送到實驗室以查明發生了什么。這需要花五年的時間。因此認為它并不能有利地反映出我們掌握當前尖端技術知識和預測事故結果的能力。

    現在美國核學會的權威們呼吁對美國現行(核電站)規范必須重新審查,特別是考慮那些發生頻率很低的事故。因為否則的話,可以說在將來很長時間內,社會上不會有興趣在假設“實際上不可能發生刀的事故基礎上去設計、操作和調節核電站。是的,直到1979年3月以前,人們還是認為象三里島發生的當時相信實際不可能發生的事故是不值得考慮和沒有必要加以計劃的。

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