Удаление водорода из первого контура

К концу 29 марта стало очевидным, что в теплоносителе первого контура все ещё имеется большое содержание газов, в первую очередь водорода, образовавшегося ранее при пароциркониевой реакции. По теоретическим подсчётам, выполненным 30 марта, под крышкой реактора скопилось до 10 м³ водорода. Эта информация вызвала в СМИ совершенно беспочвенную панику о возможности взрыва внутри корпуса реактора, тогда как фактически в объёме первого контура отсутствовал кислород, что делало такой взрыв невозможным. Тем не менее из-за риска нарушить циркуляцию в первом контуре от водорода решено было избавиться.

Растворимость водорода в воде падает при снижении давления. Теплоноситель из первого контура отводился через линию продувки в бак подпитки, давление в котором значительно ниже, чем в реакторе, в баке происходила дегазация теплоносителя: газ удалялся в систему газоочистки и по временным трубопроводам под гермооболочку. Использовался также и другой способ: теплоноситель распылялся в компенсаторе объёма (в котором электронагревателями поддерживалась высокая температура) при открытом отсечном клапане, при этом газы удалялись в объём герметичной оболочки. Уже к 1 апреля измерения показали отсутствие газообразного водорода под крышкой реактора.

Добровольная эвакуация

Тридцатого марта проблема наличия растворенного и газообразного водорода в первом контуре начала давать о себе знать, но согласованной стратегии по решению этой проблемы ещё не существовало. Опасность заключалась в неконтролируемом повышении давления в баке подпитки, где водород выделялся из теплоносителя и скапливался над уровнем жидкости. По решению начальника смены второго энергоблока был проведён сброс давления из бака в систему газоочистки, хотя в последней уже были выявлены серьёзные протечки. Это решение не было заранее согласовано с другими официальными лицами станции. В 8 часов утра с вертолета, вызванного для проведения радиационного мониторинга, были получены замеры мощности дозы ионизирующего излучения, составившие 1200 миллибэр в час (12мЗв/ч) в 40м над вентиляционной трубой станции. Это стало вторым по величине измеренным значением на всём протяжении аварии.

В это время в управлении комиссии по ядерному регулированию существовало серьёзное опасение о вероятности больших выбросов радиоактивности от АЭС. Источником этих выбросов могли стать газгольдеры, накапливавшие в себе радиоактивные газы из системы газоочистки. По информации, располагаемой комиссией, эти газгольдеры были практически заполнены, и в любой момент могли сработать их предохранительные устройства. Теоретические подсчеты показали, что уровень радиоактивного фона при таком сбросе поднимется до 1200 мбэр/ч на уровне земли. По случайности эта цифра совпала со значением, полученным с вертолета. Комиссия, узнав эту цифру, не сделала никаких попыток связаться со станцией и уточнить конкретную точку замеров либо причину сброса. Информация о переполнении газгольдеров также являлась недостоверной. Тем не менее руководство комиссии по ядерному регулированию сочло нужным выдать губернатору штата Пенсильвания рекомендацию эвакуировать население из района АЭС. По мере прохождения этого указания через различные заинтересованные службы мнения сильно разделились, и в условиях крайне противоречивой информации губернатор Торнбург 30 марта около 12:30 объявил о добровольной эвакуации для беременных женщин и детей дошкольного возраста из района в радиусе 8 км вокруг АЭС.

К двум часам дня, по требованию властей штата и самого президента Картера, руководство комиссии по ядерному регулированию прибыло на станцию, чтобы разобраться со всем на месте. В результате к вечеру 30 марта состоялась совместная конференция губернатора Пенсильвании и представителей комиссии. На этой встрече было официально объявлено, что никакой необходимости в обязательной эвакуации населения нет. Тем не менее, губернатор не стал отменять своих ранее выданных рекомендаций.

В связи с противоречивой информацией от СМИ и из-за самого факта появления рекомендации от губернатора, в течение нескольких дней после аварии около 195 000 человек добровольно покинули 32-километровую зону АЭС. Большинство из них расположились у своих родственников и друзей, лишь малая часть отправилась в специальные эвакуационные центры. Практически все люди вернулись в свои дома через три недели после аварии.

 

Расследование и выводы

Авария на АЭС имела широкий общественный резонанс, и для определения её причин и последствий было проведено сразу несколько независимых расследований. Наиболее масштабными из них можно назвать расследование комиссии президента США и специальное расследование комиссии по ядерному регулированию. Другие отчеты по аварии, выполненные комитетом сената США по вопросам окружающей среды, комиссией губернатора штата Пенсильвания и институтом электроэнергетических исследований (EPRI) были ограничены определённой тематикой. Отдельно стоит отметить, что с целью минимизации возможного конфликта интересов, комиссия по ядерному регулированию поручила ведение своего специального расследования независимой юридической фирме «Rogovin, Stern & Huge», ранее не имевшей отношения к ядерной энергетике.

В рамках расследования несколько сотен человек дали официальные показания и значительно большее количество лиц было опрошено, в том числе на публичных слушаниях. Рассмотрению подверглась организационная структура эксплуатирующей организации и механизмы принятия решений в аварийных ситуациях. Проанализированы тысячи страниц документации на АЭС. Расследование не ограничилось самой станцией. Отдельное внимание было уделено работе комиссии по ядерному регулированию США, также была оценена готовность различных государственных служб к радиационным авариям. Выводы были сделаны из анализа реакции СМИ и достоверности предоставляемой ими информации. По заказу комиссий были проведены детальные научно-технические экспертизы и исследования в областях ядерной физики, теплогидравлики, эргономики и др. применительно к аварии. Собранный одной только президентской комиссией материал занял более 90 погонных метров библиотечных полок. Интересно, что многие необходимые для анализа произошедшего точные параметры состояния реакторной установки были получены из записей специального диагностического прибора, который лишь случайно не был демонтирован после окончания пуско-наладочных работ на станции.

Основное заключение о причинах и последствиях аварии

Комиссия президента США весьма критично сформулировала свои выводы. По мнению комиссии, для предотвращения таких серьёзных аварий как на Три-Майл-Айленд необходимы фундаментальные изменения в организации, процедурах и практиках, и, сверх этого, в положении атомного регулятора, а также всей атомной отрасли. Корень проблем с безопасностью комиссия связала в первую очередь с людьми, а не с техникой, хотя последняя и играет свою немаловажную роль. Под «людьми» здесь понимаются не конкретные личности, а вся «система» которая производит, эксплуатирует и контролирует атомные станции. Комиссия констатировала, что существует множество структурных проблем внутри организаций, недостатков в принятых практиках и проблем с коммуникацией между ключевыми лицами и организациями.

Исходными событиями аварии стали отказы оборудования, однако сами по себе эти отказы не могли привести к столь серьёзным последствиям. Несомненно, тяжесть аварии определили ошибочные действия операторов, в частности им ставилось в вину отключение системы аварийного охлаждения. Комиссия президента США, не отрицая этого факта, попыталась найти фундаментальные причины произошедшего и проанализировала мотивы действий персонала. Основными факторами, приведшими к неадекватным действиям операторов, были названы:

1. Слабая тренировка персонала, недостаточная для управления станцией в аварийных ситуациях.

2. Противоречивая эксплуатационная документация.

3. Опыт предыдущей эксплуатации не был доведён до операторов.

Комиссия констатировала отсутствие «замкнутого цикла» при эксплуатации АЭС: ранее имевшие место инциденты, связанные с безопасностью, хоть и были известны и отчасти изучались, но их анализ не доводился до логического завершения, а полученный в результате анализа опыт не передавался лицам и организациям обязанным его учитывать. Так факты ошибочного отключения персоналом системы аварийного охлаждения реактора (инцидент на АЭС Дэвис-Бесс 24 сентября 1977 года) были известны производителю реакторной установки, и за 13 месяцев до аварии на Три-Майл-Айленд в Babcock and Wilcox велась внутренняя переписка о необходимости доведения до операторов АЭС чётких рекомендаций по обращению с этой системой. Однако ни одной новой инструкции выпущено не было.

Несмотря на серьёзное загрязнение самой станции, радиационные последствия для населения и окружающей среды оказались крайне незначительными. Практически все радиоактивные вещества остались в пределах АЭС. Основным вредным фактором для населения был назван психологический стресс, вызванный противоречивой информацией из СМИ и рекомендацией губернатора штата о добровольной эвакуации.

Человеко-машинный интерфейс

Свой вклад в дезориентацию управляющего персонала внесли недостатки блочного щита управления (БЩУ). В целях расследования была на контрактной основе привлечена компания Essex Corporation, участвовавшая в разработке панелей управления космических челноков. Essex выявила серьёзные проблемы с человеко-машинным интерфейсом на АЭС. Замечания касались как логики работы, так и физического расположения приборов и ключей на панелях щита. Так, в первые минуты аварии на БЩУ сработала аварийная сигнализация более чем по ста параметрам, которые никак не были ранжированы по степени значимости. Принтер, печатавший диагностические данные, мог выдавать лишь одну строку в четыре секунды и в итоге отстал на два часа от реальных событий. Во многих случаях ключи управления и индикаторы не были расположены в какой-либо логической последовательности или сгруппированы. Для оценки некоторых критических параметров необходимо было обходить основные панели вокруг и осматривать шкафы управления позади них. Essex Corporation также провела беглую оценку ещё нескольких АЭС и заключила, что проблемы с человеко-машинным интерфейсом имеются не только на Три-Майл-Айленд и, соответственно, могут быть свойственны отрасли в целом.

Анализ безопасности АЭС

Базовые принципы оценки безопасности АЭС, спроектированных в 1970-е годы, подверглись критике. Как правило, при анализе безопасности этих станций не уделялось внимания последствиям небольших отказов и ошибочных действий персонала. Считалось, что достаточно учесть лишь наиболее тяжелые аварийные ситуации, например связанные с разрушением трубопроводов максимального диаметра. При этом подразумевалось, что действия персонала могут лишь улучшить ситуацию, но никак не наоборот. Однако тяжелые аварии быстротечны и требуют реакции систем автоматики, тогда как мелкие неисправности более зависимы от действий персонала, к тому же вероятность возникновения вторых существенно выше.