三哩島事件

三哩島事件。原圖鏈接

三哩島事件是「三哩島核泄露事故」的簡稱， 1979年3月28日凌晨4點，位於美國賓州(Pennsylvania) 薩士奎亞納河(Susquehanna)中間的三哩島核電廠（Three-Miles Island Nuclear Generating Station）發生反應爐心燃料熔毀意外事件。當時一號機組並未受到損害，雖然遭波及停機6年後才准再啟動發電，目前不僅仍在運轉，且已申請延長20年。

目錄

概述

人為與設計因素

1979年3月28日，美國賓州哈里斯堡薩斯奎哈納河附近三哩島核電廠第二號機發生事故，主飼水泵突然跳機。一連串的機械與人為失誤使反應爐爐水降低，冷卻系統失效，導致爐心的熱無法有效移除，而使反應爐心燃料熔毀將近一半。主要的機械故障為緊急飼水泵無法打開，緊急輔助水無法送入蒸汽產生器，只好洩壓灌入冷卻水來帶走爐心熱量。但工作人員後來忘了將釋壓閥關閉，導致反應爐冷卻水大量流失，加上運轉員誤判冷卻水流失事故的信號，直至發現真實情況作爐心補水時，反應爐已損壞至不可修補的地步，大約有47％核燃料融化。

總之，三哩島事故為人為失誤及設計未儘妥善，但以前者為主因。清理工作開始於1979年8月，並於1993年12月正式結束，總清理費用約為10億美元。

三哩島核電廠原本有2座反應堆，其中一座在1979年3月28日因設備故障和人為疏忽，導致失壓及溫度急升而洩漏大量輻射，該反應堆最終癱瘓，事件引起居民恐慌，約20萬人需疏散。事故發生後，受損反應堆一直封存不用，另一個反應堆仍繼續使用至今，而美國自此亦再沒興建新的核電廠。埃克塞朗表示，三哩島核電廠只有一具反應爐，營運成本過高，財務上難以維持。至2017年三哩島核電廠已經虧損超過5年，而且公司未能投得將核電廠所生產電力賣給全國輸電網，加上未獲賓夕凡尼亞州政府補貼，以應對太陽能及風力發電等廉價能源的競爭，故此決定在2019年9月30日前關閉三哩島核電廠。

史上第一次反應爐爐心融毀事故

三哩島核洩漏事故是核能史上第一次反應爐爐心融毀的事故，此事故的嚴重後果反映在經濟上，公共安全及周圍居民的健康上則沒有不良影響。究其原因在於圍阻體發揮重要作用，凸顯其作為核電廠最後一道安全防線的重要作用。在整個事件中，人員的操作錯誤和機械故障是主要的原因，因此核電廠運行人員的培訓、面對緊急事件的處理能力、控制系統的人性化設計等細節對核電廠的安全運行有著重要影響。

反應爐

機組簡介

二號機組為壓水堆，1978年12月30日開始商業運行。額定電功率880MW。爐心為177束燃料組件，共計37000根燃料棒，含二氧化鈾100噸。二氧化鈾的濃度為2.57%。

反應爐有兩套迴路。每套迴路包含2台主泵、3台輔助泵（2台電動泵、1台汽動泵）、1台蒸汽產生器（SG）、1台布設在一次側熱段的調壓槽。調壓槽壓力達到15.5MPa時，調壓槽卸壓閥自動開啟，將冷卻劑排放到調壓槽卸壓箱。

事發經過

反應爐操作員操作失當

1979年3月28日當天二號機組的一次側冷卻水沒有按照程序進入蒸汽產生器，熱量在反應爐中心處持續聚集，爐心壓力上升，導致調壓槽卸壓閥於4時0分03秒開啟，放出爐心內的部分汽水混合物。當下反應爐於4時0分08秒自動停堆，當反應爐內壓力下降至正常時，卸壓閥又由於故障未能自動關閉，使爐心冷卻劑以45m3/s繼續外流。壓力降至正常值以下，卻由於發生機械故障，在堆心壓力回復正常值後爐心冷卻水繼續注入減壓水槽，造成減壓水槽水滿外溢；4時2分2秒主系統壓力繼續下降至11.3MPa，「爐心緊急冷卻系統(RCIC)」的高壓注水自動啟動，向爐心注入冷卻水。但反應爐操作員未判明卸壓閥沒有關閉，反而於4時3分13秒關閉應急爐心冷卻系統，停止向爐心內注水。

燃料棒破裂爐心坍塌

一次側冷卻水大量排出造成爐心上部失水，爐心上部燃料棒的溫度超過2760度，堆腔上部形成蒸汽。反應爐操作員恢復高壓安注系統和主泵運行後，260度的水遇到2760度爐心，爐心燃料棒像玻璃一樣破裂，爐心坍塌。爐心90%的燃料棒包殼破損，47%的核燃料已經融毀並發生泄漏，系統發出放射性物質外漏的警報，但由於警報響起時並未引起運行人員的注意，甚至現時的紀錄報告都指出沒有人注意到警報。直到當天晚上19時50分，二號堆實現強迫循環，但運行人員始終沒有察覺爐心的損壞和放射性物質的外漏。

當天凌晨4時，三哩島核電廠95萬千瓦壓水式二號反應爐一次側的給水主泵停轉，汽輪機停機。此時備用泵應按照預設的程序啟動，但是由於輔助給水系統中隔離閥在此前的例行檢修中沒有按規定打開，導致輔助給水系統沒有動作。

事件影響

事故發生之後，所有重要的放射性核種，除了氪-85、氙-133之外(大約有50%的氪-85與6%的氙-133釋到周圍環境之外，幾乎所有放射性物質都被滯留在反應器或輔助廠房之內，根本沒有洩漏到環境。事故後，原子能管理委員會對周圍居民進行連續追蹤研究，研究結果顯示對電廠周圍居民健康沒有影響。 對事故所造成的環境污染、人體健康影響、癌症發生率等作過廣泛研究，主要結果如以下三項。

1. 在三哩島電廠周圍半徑50哩（80公里）內，當時共有居民約220萬人。沒有任何人發現有急性輻射效應（Acute radiation syndrome）。
2. 廠外居民所接受的最大個人輻射劑量，小於0.1侖目（小於法規限值的1/5、天然背景輻射的1/2，平均輻射劑量小於0.0015侖目，是法規限值的1/300，天然背景輻射的1/150。放射線相當於進行一次胸部X光照射的放射線劑量。對於周圍居民的癌症發生率沒有顯著性影響。
3. 三哩島附近未發現動植物異常現象。當地農作物產量未發生異常變化。

雖然此事故並沒有證明西方國家的核電廠事故會造成人畜傷亡及公共危害，但也大幅提高核電廠安全設施的建造成本，以免事故造成重大的經濟損失。但提高安全係數後的核電廠造價昂貴，因此核電廠興建數量大減，直到21世紀初的化石燃料價格大漲及全球暖化效應顯現後，各國才開始重啟核能計劃。

反核運動

1986年車諾比核能電廠事故後，核能的安全性被許多人質疑，但由於該電廠的安全設備遠落後西方核電廠，因此三哩島事故後的核能安全形象並沒有遭到嚴重影響，但是在2011年日本福島第一核電廠事故確實使許多人對核能安全產生不信任。

雖然三哩島事件是美國至今最為嚴重的核事故，但與之後發生的車諾比核能電廠事故與福島第一核電廠事故相比，三哩島事件仍然在可以控制的範圍內，在該核電廠周遭的居民以及鄰近的幾個州也都沒出現像烏克蘭或是日本福島那樣大規模的汙染，另外該事件的知名度也不如車諾比核能電廠事故與福島第一核電廠事故那樣被世界廣為人知。

反核運動積極分子表達對事故造成的區域健康影響的擔憂。三哩島核電廠的一次部分爐心熔毀事故，是美國商業核電歷史上最嚴重的一次事故。該事件被評為國際核事件分級的７級系統中的第5級：事故帶有廣泛後果。然而，流行病學研究分析自事故發生以來該地區及其周圍地區的癌症發病率，確定該數據在統計上沒有顯著增加，因此沒有因事故與這些癌症相關聯的因果關係得到證實。

教訓與經驗

三哩島事故是核能工業第一次重大打擊，尤其事故發生的原因除了機械故障之外，還牽涉嚴重的人為疏失。所以美國核管會事後推動一系列改革，除重新檢討系統設計外，特別注重避免人為疏失與人因工程介面，這些改善經驗都回饋到我國電廠，也大幅提升我國電廠的安全效能。

另一方面，這次事件也印證了圍阻體的確可以發揮功能，將爐心熔毀後所釋出的放射性物質包封住，不讓它排到外界環境中，把環境的衝擊和民眾的輻射傷害減到最低。

三哩島事件使得核能界了解到：運轉人員的臨場應變對核能電廠安全的重要性，電廠控制室的人機介面也需要適當的改善，以及電力公司間運轉經驗相互交流的必要性。從安全的角度來看，三哩島事件對核能電廠安全所帶來的衝擊是正面的，它促成了核能界全面檢討核電廠的安全運作模式，發覺許多隱藏性盲點，進而提出相當多的改善方案，這些改善措施直接提昇了電廠的安全。