美國三哩島核洩漏事故

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微信公眾號:地球知識局 NO.1507-三哩島核事故

作者:酸奶沒泡沫
製圖:孫綠 / 校稿:貓斯圖 / 編輯:養樂多

上世紀七十年代末,美國三哩島核電站發生了人稱「美國商業核電史上最大的核事故」。事故其實並未造成人員傷亡,對人的健康影響也比較小,主要的客觀損失在經濟領域:事故善後時,將核反應堆燃料運送到西太平洋的一個永久性存儲地點用了整整14年,耗資10億美元,因而也有人稱,「三哩島是一所10億美元的學校」。

賓夕法尼亞州的一塊標牌,專門描述了三英里島事故,以及居民的疏散和對核電行業的影響。

(圖片來自@George Sheldon / Shutterstock)▼

賓夕法尼亞州的一塊標牌,專門描述了三英里島事故

不過更大的損失可能是,這場事故讓美國的核電發展停滯了30多年。

疏忽釀大錯

三哩島位於美國東北部的賓夕法尼亞州,米德爾敦下游三英里(約合4.82公里)處,「三哩島」之名由此而來,島上的核電站也就稱「三哩島核電站」。

美國-賓夕法尼亞州-三哩島核電站▼

美國-賓夕法尼亞州-三哩島核電站

米德爾敦下游不遠的三哩島

(圖片來自:google map)▼

(圖片來自:google map)

上世紀70年代,石油(能源)危機直接推動了核能的大發展,三哩島核電站也於七十年代年開始併網發電並商業運行。設計壽命40年的它本該是美國最具潛力的商業核電站之一,然而其為人所知卻並非因為其產能,而是一次不光彩的核事故。

三哩島核電站上有兩座壓水反應堆,一號堆1974年投入運轉;二號堆1978年底建成,事故就發生在二號堆,在它運轉三個月後。

能同時看到兩個冷卻塔飄煙的時間大概只有三個月長

(圖片來自@LanceNickel/wikipedia)▼

(圖片來自@LanceNickel/wikipedia)

1979年3月28日清晨4點半左右,二號堆二次迴路的冷凝水泵出現故障、停運。這並不是個小問題,因為核電站主要依靠核裂變反應釋放大量能量來發電,過程中散發的大量熱量可能會導致反應堆溫度過高,最終引發核洩露,所以需要冷卻系統來輔助降溫。

反應堆內部管道

(圖片來自@Wikipedia)▼

(圖片來自@Wikipedia)

二次迴路的水泵故障發生停運後,冷凝水暫停進入蒸汽發生器,熱量便在反應堆中心聚集,堆芯壓力上升。正常情況下,還有備用的輔助給水泵,理應出不了問題,然而備用迴路的閥門卻在幾天前工人檢修時被不小心關上了,備用輔助水泵也不出水。

TMI-2原理圖

(圖片來自:Wikipedia)▼

(圖片來自:Wikipedia)

接著,當反應堆內的溫度和壓力在此情況下升高後,反應堆開始自動應急,卸壓閥也自動打開,讓冷卻水得以在緊急注水系統啟動(反應堆設計中防止堆芯失水的重要措施 )後,通過卸壓閥流入使堆芯降溫。

一切彷彿就要恢復正常了。

但導致惡果的錯誤操作還是來了,工作人員未能明確判斷卸壓閥還沒有回座的事實,反而關閉了應急的堆芯冷卻系統,停止了向堆芯內注水。這樣一來,在一回路水繼續通過卸壓閥外流而又得不到補給的情況下,因壓力降低而產生了芯內沸騰,堆芯和設備組件都遭到嚴重損害。

TMI-2的控制面板上的維護標籤

操作人員在事故後的回顧中

證實了是維護標籤蓋住了緊急給水閥的指示燈

(圖片來自:John G / Wikipedia)▼

(圖片來自:John G / Wikipedia)

結果,大量含有放射性物質的一回路水溢到安全殼的地面上,其中一部分通過汙水泵自動流入輔助廠房,在地面上迅速蒸發,向外釋放放射性氣體……

事故開始後28小時,副州長威廉·斯克蘭頓三世在新聞發佈會上露面,向大眾保證「一切都在控制之中」,然而當天傍晚,他又改變了他的聲明,稱情況「比我們認為的更為複雜」……

信口開河是美利堅政治場的傳統藝能?

( 圖片來自@AT/ youtube)▼

( 圖片來自@AT/ youtube)

事故之後

經媒體披露後,三哩島事故在美國引起了轟動,美國媒體甚至將其稱為「核電史上最重要的新聞事件」, 還刊發了特輯對其進行報道。時任總統卡特在壓力之下親自到三哩島視察,之後還通過電視宣佈成立一個「三哩島事故委員會」,並撥款100餘萬美元用來開展對事故為期半年的調查。

卡特在州長和負責人的陪同下參觀TMI-2控制室

主要是為了緩解民眾的恐慌情緒

(圖片來自@John G. Kemeny/ wikipedia )▼

(圖片來自@John G. Kemeny/ wikipedia )

調查將事故的直接原因歸為「操作人員的錯誤」,認為操作人員沒有受到充分的訓練,尤其沒有經過模擬事故場合的訓練;且操作指令編寫得比較模糊,有可能導致操作者犯錯(其實根本原因還是核電廠用人和管理不慎)。

核監管人員(頭盔者)和事故爆發時的值班人員

整理各種信息,以便更好的處理事故後續

(圖片來自@John G. / Wikipedia.)▼

(圖片來自@John G. / Wikipedia.)

在影響方面,除了對核廠設備造成的破壞,此次核事故對人的影響並沒有想象中大。

一是沒有造成人員死亡;二是這次核輻射產生的危害比較低:由於主要安全設施都自動啟動,同時反應堆有幾道安全屏障(燃料包殼、一回路壓力邊界和安全殼等),事故爆發溢出的長壽命放射性核素(輻射源,半衰期大於10個小時的核素)在儀器可測量的限度以下。因此調查委員會報告稱,經測定,由這次事故引起的廠外輻射劑量低到可以忽略任何潛在健康影響的程度。

媒體在事故發生後的報道▼

媒體在事故發生後的報道

在調查的同時,事故處理的工作也在繼續,首先是核電站的善後工作。在事故發生後的半個多月內,前往核電站支援的技術人員數量從3月底的10餘人增加到了4月17日的近2000人。這些人日夜不停歇地工作,在事故爆發後的一個月裡逐漸解決了主要的技術故障,最終到4月27日,反應堆的狀況完全穩定下來。

核監管委員會檢查員對TMI-2 進行檢查

(圖片來自@美國國家檔案局)▼

(圖片來自@美國國家檔案局)

不過更漫長的是電站的清理工作。將放射性廢物運到西北太平洋的處理點可不是件容易的事,除了要解決運輸和技術問題,在政治方面遇到的阻力也很大,如在去汙過程中有幾十個項目需要事先經核管會批准,但幾乎沒有一項得到及時批准,拖慢了整個清理進程。

環保局的人員在進行水採樣檢測

掌握核物質對附近居民可能造成的危害

(圖片來自@美國國家檔案局)▼

(圖片來自@美國國家檔案局)

核電站本身的設施清理得同樣緩慢。輔助廠房從事故爆發後就開始進行,但到了1979年底不過完成了30%;安全殼在事故發生後一年內一直關閉(需要等放射性物質經過一段時間的衰變才可清理),1981年才開始去汙;1984年反應堆冷卻系統完成去汙;去除損壞堆芯的工作從1985年才開始進行……

清盤人員對設施進行清理

(圖片來自@John G. Kemeny / Wikipedia)▼

(圖片來自@John G. Kemeny / Wikipedia)

最終,二號堆的總清理工作耗時14年,1993年8月14日,《紐約時報》報道清理工作已經完成,共已清除了230萬加侖的廢水,清理費達到了10億美元。

在居民安置問題上,即便此次事故對人身健康造成的影響比較小,當局的處理也顯得有些不負責任。

畢竟能做主的人不是居住在這裡

當地居民只能自己逃離▼

當地居民只能自己逃離

事故發生兩天後,州長宣佈居民可自願撤離,但恐慌已經導致約14萬人逃離了該地區(根據1979年4月的一項調查,有98%的撤離人員又在三週內返回了家中)。

政府沒有妥善的安排當地居民的撤離

他們又能逃到哪裡去,最後還是要回來承受

(1979年4月6日 圖片來自@美國國家檔案局)▼

(1979年4月6日 圖片來自@美國國家檔案局)

害怕的都逃走了,不怕的依舊留在原地。在三哩島附近薩斯奎哈納河東岸的密德爾鎮,事故後壓根也沒有出現房地產出售的小廣告,當地的農業和畜收業似乎也沒有停滯,就連人民的恐慌情緒都難以察覺。

一朝遇事故,十年怕核電

核能造成的客觀經濟破壞還可以慢慢恢復,不過美國因此事件導致核發展「失去的30年」可就要不回來了。因為三哩島事故,人民對核電發展的信心降低,反核能的勢力迅速增長,尤其是在美國。

全球核電工業史

本來瘋狂在增長的反應堆在三裡島事件後進入暫緩期

(圖片來自@Wikipedia)▼

(圖片來自@Wikipedia)

事故發生後兩週內,共有約7.5萬名反核能人士進軍華盛頓。國會山、核管會總部甚至馬路兩旁,到處是反核能標語,這時候如果有擁核人士為核能說上一句好話,估計會被大眾的口水淹死。

1979年三英里島事故後的反核抗議活動

(圖片來自@NARA / Wikipedia)▼

(圖片來自@NARA / Wikipedia)

接下來的幾個月中,擔心核事故中放射性氣體影響到自己的美國民眾在全國各地進行了大量反核示威活動,其中規模最大的遊行示威是1979年9月紐約市舉行的那一場——吸引了20萬人參加,金球獎女演員簡·方達等名人都發表了反核能演講。

擁擠的反核集會

核能不影響到民眾的生活時

並不會招致大規模的反對

一旦發生核事故,人人自危

(圖片來自@美國國家檔案局 )▼

(圖片來自@美國國家檔案局 )

更不趕巧的是,這場事故恰巧發生在描述核電站安全問題的驚悚片《中國綜合症》(China Symdrome)上映12天后。

這部片子名字裡有中國,倒不是什麼辱華片,而是根據一種科學理論改編的。這種理論認為,如果美國的核能設施爐心融解,那就會熔穿所有地球物質,直達對面的中國(反之亦然)。當時美國觀眾對影片情境歷歷在目,結合現實事件的發生,對核電發展的信心也大大減少。

反核能民意洶湧,連卡特總統都在公開發言時表示,「核能應當作為最後一種可供選擇的能源……當我們直接用煤炭,發展太陽能或合成燃料,來增加美國的石油和天然氣生產時,我們就可以將對核能的依賴降至最低。」

這種情況下,核管會迅速宣佈其餘9座相同類型的動力堆停堆,並暫停頒發新的核電站建設和運行許可。1980年至1984年間,美國總共取消了51座核反應堆的建設,美國核電產業陷入了長期的不景氣。

事故發生後

三哩島就只使用右側的一個核電站TMI-1

再也沒有使用過左側的TMI-2

(圖片來自@Z22  / Wikipedia)▼

(圖片來自@Z22  / Wikipedia)

七年後,受切爾諾貝利災難影響,美國核能發展更加舉步維艱,聯邦政府對核安全問題和核電站設計細節的要求變得更加嚴格,核發展反對派也加大了反對聲浪。此時建設核電廠的成本飛漲,直到21世紀初的化石燃料價格大漲及全球變暖效應顯現後,各國才開始重啟核能計劃。

核能遠超過其他化石燃料所產生的

但風險也是巨大的

歷史上的每一次核事故都是在敲警鐘

在科技更發達的今天,安全依舊是第一位

(圖片來自@Lindsay Lipscombe / Shutterstock)▼

(圖片來自@Lindsay Lipscombe / Shutterstock)

當然,事故之後核電廠的興建計劃的銳減,讓美國核電相關的公司流失了許多優秀資深的工程師,2012年奧巴馬執政時期重開核電站建設計劃之時還遭遇了人才缺乏的問題。

三哩島事件縱然不如切爾諾貝利和福島核洩漏那樣廣為人知,但同樣作為特大核事故給人們留下了寶貴的建設經驗和教訓,世界各國相繼開展了核電安全研究,重新檢視了自己國家在發展核能過程中的問題。

其實從意識層面來說,提高警惕也是一種正面影響。

參考文獻:

https://en.wikipedia.org/wiki/Three_Mile_Island_accident

https://www.voachinese.com/a/us-nuclear-20180507/4383280.html

一所億萬美元的學校——淺談三哩島事故及其影響.胡遵素.輻射防護

https://www.world-nuclear.org/information-library/safety-and-security/safety-of-plants/three-mile-island-accident.aspx

*本文內容為作者提供,不代表地球知識局立場

封面圖片來自:shutterstock@ A. L. Spangler

END

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