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2074年开拆,三里岛核事故,为何没引发重大伤亡和美国崩溃

时间:2020-02-18 15:01:11来源:凤凰历史反应堆 事故 三里岛 核电站 燃料

美国宾夕法尼亚州三里岛核电站2号核反应堆在1979年3月28日清晨大约经历了三个小时以后,终于酿成了一场接近熔堆的灾难性事故。

1979年3月28日凌晨,三里岛核电站二级循环系统的树脂过滤器发生了堵塞,操作人员在疏通过滤器时,意外造成给水泵、冷凝水泵和冷凝增压泵关闭。随后,反应堆冷却系统的温度和压力开始升高,引起反应堆自动紧急关闭。于是,有32000加仑的冷却液泄漏,冷却液的辐射量超标300倍。

事故发生后,当地学校立刻关闭,居民们被要求待在室内,减少户外活动。当局先是要求核电站周围5英里范围内的孕妇和儿童撤离,后来撤离范围又扩大到核电站周围20英里。几天内,就有14万人撤离。环境清理工作从1979年8月开始,1993年11月才结束,总共耗资10亿美元。

2019年4月,美国Exelon电力公司已提交三里岛核电站1号机组退役的详细计划,《核电站关闭后退役工作报告》详细说明了选择“延缓拆除”方案作为三里岛核电站的退役方案,并概述了从2074年开始拆除包括核电站冷却塔在内的大型部件的计划。美国政府允许的3种核电站退役方案包括:延缓拆除、立即拆除与掩埋。

Exelon公司表示,延缓拆除方案为退役工作人员提供一个更安全的环境,为正常的放射性衰变留出了更多的时间,从而减少放射性废物和辐射照射。乏燃料将被转移到现场乏燃料池,然后在2022年底之前转移到干桶贮存。

事后三里岛核电站和保险公司拿出了8200万美元来赔偿当地居民。后继的调查表明,对宾夕法尼亚州政府处理此事不满意的民众超过了50%。1979年5月,华盛顿有65000人走上街头反对发展核电。9月,纽约爆发了20万人参加的反对建设核电站抗议活动。从安全角度考虑,在随后几年内美国不得不取消了51座核反应堆的建造计划。

一、关于事故性质的争论和现场清理

以往对反应堆达到的温度的估计,分歧很大。

有些专家从理论上推测,几乎立即判定堆芯已非常接近熔化的温度,而另外一些专家则宣称,燃料和反应堆的主要放射性屏蔽能力没有受到破坏。(有关方面)对燃料所达到温度的兴趣,已远远超出纯学术性探讨,在核电站安全问题上引起一场较大而持久性的争论中起关键性的作用,使三里岛电站的恢复在纷争中拖延下来。

虽然,迄今为止,美国官方没有发表过正式公告,但一般已意识到政府和工业专家已暗示三里岛的2号反应堆必须报废。但是殃及到另一座相邻的1号反应堆。

该堆在2号发生事故时正在停堆添加燃料。虽然安然无恙,却被牵连至今不允许开堆发电,而仍处在停堆之中(注:三里岛核电站共有两座核反应堆,即1号堆和2号堆,总容量为170万千瓦)。

公用事业部门官方估计,要清理2号反应场现场,需花代价将高达10亿美元。但这个庞大的预算从许多方面看来,仍然认为是不现实而不敷所需的。至今几年来大约已花了上述代价的一半。仅完成恢复工作的三分之一。

其余三分之二的工程量—包括清除最危险的堆芯的大量工作—要留待以后去做。

对于2号堆堆芯的损坏程度,在事故发生时,根据当时提供的信息,认为反应堆内只百分之一燃料受到损坏。而几年来通过在压力壳内用闭路电视遥摄图象进行燃料状态的研究,和爱达荷州实验室的试样分析,可以推定2号堆事故后损坏的堆芯分为三层。

当把其中每一层从压力壳内清除出来时,都要涉及解决一些技术问题。

第一层是顶上的碎片,像砂砾一样,可以用管子吸出。

碎片下面是熔融的燃料,固结为一块。如果这块是很大的话,将它拆除将是很困难的,必须用特殊的工具将它击碎。第三层在堆芯底部,将是燃料棒和残端部分。通过电视摄象看到有些燃料棒仍然堆在那边,而熔融物质会流入燃料棒残端的中间,可能熔在一起。

由于损坏的大块处在堆芯的中部,从压力壳外部看来几乎完好未损,这就是2号堆的不锈钢压力壳从外部看来似乎丝毫未受损坏的道理。

虽然,长时间来利用实验反应堆模拟过各种事故,也遇到过一些包括燃料部分熔融在内的核事故。但是,却从没有模拟过一件复制三里岛发生的同样综合性或同样规模的事故。因此,三里岛已为美国国内核电界提供了一个巨大的实验室。将可利用它对过去计算机完成的设计项目和小规模研究的成果进行校验。

通过这一校验,可以得到一批新的设计计算公式和一批扩大的数据。三里岛堆芯的发现将为计算机分析的一系列扩展提供基础,包括将来建造更高的堆芯温度和具有更严酷事故条件的反应堆。

美国能源部已意识到三里岛提供的这个独特的研究机会的重要性。承诺拨款1.89亿美元进行核燃料损坏和堆芯清理方法的开发研究。这在其他的技术问题上是没有先例的。

二、三里岛事故不是唯一的一次核事故

虽然,三里岛事故已被列为美国商用核电站发展史上最恶劣的一次事故,但它不是这个国家第一次严重的反应堆事故,1961年1月,政府创办的一座设在爱荷达州边远地区国立反应堆实验站的3万千瓦沸水堆,因操作人员不慎,将控制棒全部抽出堆外。造成反应堆超临界而燃料熔化,然后蒸汽爆炸,带出大量裂变产物,造成三名工人死亡。他们即使不被炸死,所接受的辐照剂量也足以致于死命。

1966年密执安州一座恩里柯·费米(EnieroF~i)增殖堆的事故,造成部分熔堆。底特律市南30英里一座20万千瓦反应堆是美国原子能委员会(AEC)所资助,目的为鼓励公用事业建造核电站的指导性装置,也出过事故。另一座较小的设在洛杉矶的郊外的AEC反应堆,由于失水造成过熔堆事故。

三、三里岛的现状和症结

由于财政上、政治上和官僚主义的原因,使三里岛的现场清理工作拖延下来了。而政治和官僚主义的障碍,互相纠缠,看来是难以对付的。三里岛事故引起一大堆法律上的质询,这些质询不断地来自法院和核管理委员会。以贯彻核电安全标准为名的非盈利团体科学家联谊会和地区的公民团体密切地监视反应堆的清理工作,成为固执的反对者。

这几年里,规范贯彻和监督的大部分精力集中在三里岛的未损坏的1号堆上。公用事业公司谋求核管理委员会批准,使1号堆重新开车。因为这是使该公司获得急需的财务收入的一项重要措施。但是,要重开1号反应堆却招来了一片抗议声。反对者坚持要求,必须首先解决有关三里岛1号反应堆安全的关键性问题,和运行人员是否称职的问题,否则1号堆必须继续停闭下去。

对于2号堆,1984年8月宾夕法尼亚州州长迪克·桑柏尔说,非要首先对2号堆的清理工作筹足所需的资金,保证附近居民安全而充分的应急方案得到批准,和公用事业公司的运行人员和他们的上级领导对操作处理不当问题进行深刻检查并获得谅解,否则绝无什么决定可言。

应急计划的充分性对于三里岛附近居民说来,是特别关注的。在事故发生后,据估计有140,000个宾夕法尼亚居民迁出周围地区。促进这一疏散工作的匆促进行,是当时存在一片混乱—包括官员和群众,对于反应堆的状况暖昧不明,和传闻决定要向大气排放放射性氛气的可怖消息。

2号反应堆芯最高温度的新发现,无疑会给争论的双方所利用:一方说,三里岛的事故肯定了核电的一般安全性;另一方则争论说,2号堆和所有其他反应堆都是不安全的,而且构成威胁。一些专家研究了最近堆芯最高温度的测定,肯定了反应堆的安全性,认为其重大意义在于燃料可达到高温而不破坏反应堆的结构。这些高温看来并不影响反应堆的压力壳。压力壳的完整性看来全然不受高温的威胁。

另一部分对此抱不同的见解,认为研究工作仅肯定了对于事故中反应堆知道和理解得太少。必须把堆芯全部卸出;送到实验室以查明发生了什么。这需要花五年的时间。因此认为它并不能有利地反映出我们掌握当前尖端技术知识和预测事故结果的能力。

现在美国核学会的权威们呼吁对美国现行(核电站)规范必须重新审查,特别是考虑那些发生频率很低的事故。因为否则的话,可以说在将来很长时间内,社会上不会有兴趣在假设“实际上不可能发生刀的事故基础上去设计、操作和调节核电站。是的,直到1979年3月以前,人们还是认为象三里岛发生的当时相信实际不可能发生的事故是不值得考虑和没有必要加以计划的。

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