Elektrownia jądrowa Three Mile Island – (prawie)amerykański Czarnobyl

Chociaż największą katastrofą w elektrowni jądrowej jest wypadek w Czarnobylu, w 1986 roku, kilka lat wcześniej, 28 marca 1979 roku doszło do wypadku w amerykańskiej elektrowni jądrowej Three Mile Island. Chociaż udało się wtedy uniknąć ofiar, sytuacja mogła potoczyć się podobnie jak w ZSRR.

(Prawie)amerykański Czarnobyl

Elektrownia Three Mile Island znajduje się na sztucznej wyspie o tej samej nazwie, na rzece Susquehanna, niedaleko Harrisburga w stanie Pensylwania.  Zbudowano ją w 1974 roku a jej operatorem została firma General Public Utilities Corporation. Wyposażono ją w dwa reaktory wodne ciśnieniowe. Budowę pierwszego bloku energetycznego TMI-1 o mocy 837 MW rozpoczęto 15 maja 1968 roku, a do sieci włączono go 2 września 1974 roku. Budowę bloku TMI-2 o mocy 959 MW rozpoczęto 1 listopada 1969 roku, a do sieci włączono go 30 grudnia 1978 roku.

Pierwsze lata eksploatacji elektrowni przebiegały spokojnie i bez problemów. W 1979 roku blok TMI-1 został wyłączony w celu załadowania nowego paliwa, a pracę przejął niedawno uruchomiony blok TMI-2. Około godziny 4:00 rano, 28 marca 1979 roku doszło do nagłej awarii głównej pompy systemu tłoczącego kondensat do generatora pary.

W ciągu kilku minut ilość wody chłodzącej reaktor zaczęła szybko spadać, mimo uruchomienia rezerwowych pomp, z których jak się później okazało dwa z trzech zaworów umożliwiających obieg wody były zamknięto po przeprowadzonym 42 godziny wcześniej teście. W związku z tym w reaktorze zaczęła się pojawiać para z odparowującego chłodziwa, co znacząco zwiększyło ciśnienie w układzie reaktora. Aby nie doszło do uszkodzenia systemu, zawór bezpieczeństwa otworzył się, co umożliwiło obniżenie ciśnienia.

Gdy spadło ono do odpowiedniego poziomu, zawór powinien się zamknąć, ale tak się nie stało. Mimo toczujniki w centrali reaktora wykazały, że zawór jest zamknięty (w praktyce czujniki wskazywały jednak jedynie, że wysłany został impuls elektryczny zamykając zawór). Operatorzy nie mogli potwierdzić, czy zawór jest zamknięty ponieważ jak się później okazało, podczas budowy reaktora z przyczyn finansowych zrezygnowano z systemu potwierdzającego zamknięcie zaworu bezpieczeństwa.

Spadające ciśnienie sprawiło, że spadła również temperatura wrzenia chłodziwa. Gdy wszystkie trzy pompy rezerwowe zaczęły dostarczać chłodziwo, okazało się, że ciśnienie cały czas spadało przez otwarty zawór bezpieczeństwa. Ze względu na mniejsze ciśnienie, woda zaczęła parować, a po kilku minutach od awarii zapełnił się zbiornik na skropliny, co doprowadziło do wycieku radioaktywnej wody do budynku reaktora.

Po nieco ponad dwóch godzinach od pierwszej awarii została odsłonięta górna część rdzenia reaktora, co doprowadziło do szybkiego wzrostu temperatury – rdzeń reaktora osiągnął temperaturę 2760 °C i zaczął się topić. Przy tak wysokiej temperaturze w reaktorze doszło do rozkładu pary wodnej na tlen i wodór, który uległ samozapłonowi.

Dopiero po około 16 godzinach od awarii udało się uruchomić główną pompę, co pozwoliło na obniżenie temperatury w układzie reaktora do odpowiedniego poziomu. Do tego czasu rdzeń reaktora uległ jednak w znacznej części stopieniu, a całe pomieszczenie zostało silnie napromieniowane.

Skutki

W wyniku awarii blok TMI-2 został trwale uszkodzony i silnie napromieniowany. Jego oczyszczanie zajęło wiele lat, głównie z powodu bardzo wysokich kosztów. Ostatecznie dopiero w 1993 roku zakończono cały proces, a jego koszty oszacowano na 1 mld dolarów – współcześnie około 1,7 mld dolarów. Szacuje się jednak, że koszty awarii wyniosły nawet 2,4 mld dolarów. W toku prac, do atmosfery przedostały się radioaktywne wyziewy, ale przeciętna dawka promieniowania jaką otrzymała ludność w obrębie 16 km od elektrowni wyniosła jedynie 8 mR (przy pojedynczych przypadkach około 100 mR), co odpowiada dawce otrzymywanej podczas prześwietlenia rentgenowskiego, a 100 mR odpowiada 1/3 rocznej dawki naturalnego promieniowania. Większość przeprowadzonych w kolejnych latach badań nie wykazały wzrostu śmiertelności wśród osób mieszkających w promieniu 16 km od elektrowni.

Przeprowadzono kilka śledztw, które nie dały odpowiedzi co było dokładną przyczyną awarii, ale wykazały, że podczas budowy elektrowni w wyniku oszczędności zrezygnowano z instalacji wielu czujników bezpieczeństwa (problem ten dotyczył również innych elektrowni jądrowych w USA). Kolejnym problemem były nieprzemyślane procedury działania w sytuacjach kryzysowych i brak odpowiednich zasad informowania mieszkańców o zagrożeniu i przygotowywania ewakuacji z zagrożonych terenów. Mieszkańcy dowiedzieli się o problemach w elektrowni dopiero kilka godzin po awarii, co spowodowane było wolnym obiegiem informacji.

Wypadek ten sprawił również, że w USA na wiele lat zrezygnowano z rozwoju nowych elektrowni jądrowych (ograniczono się jedynie do modernizacji istniejących bloków i dopiero niedawno do budowy nowych reaktorów), dokańczając równocześnie budowę już rozpoczętych elektrowni. Uznaje się, że w wyniku wypadku w elektrowni Three Mile Island zrezygnowano z budowy około 40 nowych elektrowni oraz doprowadzono do zamknięcia kilkudziesięciu elektrowni funkcjonujących w 1979 roku (głównie z powodu problemów z modernizacją).

Blok TMI-1 wznowił pracę dopiero w 1985 roku. Sama elektrownia kilkukrotnie zmieniła właściciela, a w 2009 roku przedłużono licencję dopuszczającą ją do pracy do 2034 roku, jednak prawdopodobnie już w 2019 roku elektrownia Three Mile Island zostanie wyłączona.