Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december 2009 Three Mile Island Unit 2 Accident Erik Nonbøl Risø DTU Nationallaboratoriet for Bæredygtig Energi March 28, 1979

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december Indhold Introduktion Hændelsesforløbet ved Three Mile Island ulykken Miljømæssige konsekvenser Konsekvenser for kernekraftens udbygning Hvad lærte kernekraftindustrien af ulykken Afslutning

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december

4 Design af TMI-2, en 900 MWe PWR leveret af firmaet Babcock & Wilcox, opstart i 1978

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december Hændelsesforløbet 1 4 am 28/ kører reaktoren ved 97 % effekt En af fødevandspumperne stopper som følge af en fejl i en rensningskreds koblet til fødevandsstrengen Dette udløser automatisk scram af reaktoren – når hovedfødevandstilførslen standses, skal hjælpefødevandet med tilhørende pumper og ventiler automatisk tage over. – Dette skete ikke, idet 2 ventiler til systemet fejlagtigt var blevet efterladt i lukket tilstand siden sidste nedlukning (operatørfejl) – Konsekvensen var at den ene dampgenerator kogte tør som følge af den stadigvæk producerede eftervarme fra reaktoren – Trykket i reaktoren begyndte at stige og en trykaflastnings- ventil på trykholderen åbnede – Da trykket igen blev normalt, skulle ventilen lukke, men den satte sig fast i åbenstående stilling (komponentfejl)

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december Hændelsesforløbet 2 – Konsekvensen var, at der var en lækage af reaktorens kølevand ud i gennem den åbenstående ventil på trykholderen – operatørerne opdagede ikke lækagen, dels p.g.a. dårlig indikering i kontrolrummet og dels fordi ventilen havde vist en smule lækage siden sidste nedlukning, så operatørerne reagerede ikke på det (operatørfejl) – Nødkølingen startede automatisk som følge af det lave tryk og reducerede vandvolumen – samtidig var vandet begyndt at koge i reaktoren hvilket påvirkede instrumenteringen til at måle vandniveauet (mangelfuld instrumentering) – Operatørerne mistolkede vandniveauet og troede, at reaktoren og trykholderen var ved at overfyldes med vand, derfor standsede man nødkølingen i strid med gældende instruktioner (operatørfejl)

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december

8 Hændelsesforløbet 3 – Konsekvensen var, at vandniveauet sank til under brændslet top og brændslet begyndte at overhede – 2 timer efter starten af hændelsen opdagede operatørerne den åbenstående ventil på trykholderen og lukkede en tilhørende blokeringsventil hvorved lækagen stoppede – På dette tidspunkt var brændslet svært beskadiget og dele af det var begyndt at deformere og smelte, og kemiske metal-vand reaktioner førte til dannelse af brint, som blokerede for cirkulation af vandet gennem pumperne (kavitation) – Først efter ca. 16 timer var reaktoren under kontrol, men med en svært beskadiget reaktorkerne – Inden var en stor mængde radioaktivt forurenet vand og gas kommet ud i indeslutningen – hvoraf en del fejlagtigt slap ud til omgivelserne, inden indeslutningen blev afspærret

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december

10

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december I 1990 blev det sidste ødelagte brændsel fjernet fra TMI-2 Resultatet var at ca. 50 % var smeltet Der resterer stadig ca. 1 % tilbage i tanken, som er vanskelig tilgængelig Den smeltede kerne trængte ikke igennem bunden af ståltanken – kina-syndromet var dermed afkræftet Oprensningen var slut i 1993 og havde kostet ca. 1 milliard $ TMI-2 befinder sig nu i en ”Post Defueling Monitored Storage” TMI-1 blev nedlukket da ulykken indtraf og blev først genstarted i 1985 – enheden har netop fået sin levetid forlænget med 20 år Status for Three Mile Island Nuclear Power Plant

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december Miljømæssige konsekvenser Der slap kun små mængder radioakitve stoffer ud til omgivelserne. Gennemsnitlig dosis til personer i en radius på 15 km fra værket var 0.08 mSv væsentlig under baggrundsstrålingen på ca. 3 mSv i USA Den totale dosis til de 2 mill. mennesker som boede inden for 80 km er beregnet til 33 man-sivert, svarende til ca et ekstra cancer dødsfald i de næste 70 år Trods de store mængder radioaktiv jod som blev frigjort fra det ødelagte brændsel slap kun en lille del ud til omgivelserne. Hovedparten blev bundet til de store mængder vand i indeslutningen Uheldet fik således ikke store radiologiske konsekvenser og heller ikke direkte fysiske skader på personer, derimod gav det psykiske besvær for en del mennesker herefter

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december Konsekvenser for kernekraftens udbygning Ulykken standsede nye ordrer på kernekraftværker i USA og mange eksisterende ordre blev cancelled (der er ikke blevet afgivet nye bindende ordre i USA siden 1979) I Sverige førte det til en folkeafstemning i 1980 om fortsat anvendelse af kernekraft, hvor resultatet blev et stop for nybygninger og en afvikling af eksisterende værker fra 2010 Andre lande tog også afviklingen op til diskussion – kun i de østlige lande og Asien fortsatte man udbygningen

Kursus i Kernekraftteknologi – IDA Energi 7- 8 december Hvad lærte kernekraftindustrien af ulykken Bedre operatøruddannelse Bedre udformning af kontrolrum - man/maskine design Bedre instrumentering – især til at måle vandniveauer Simplificering af designet Oprettelse af sammenslutningen WANO, World Association of Nuclear Operators, et international system (database) for erfaringsudveksling. Man havde på et andet værk haft en lignende hændelse uden det fik alvorlige konsekvenser, men var blevet standset i tide. Der indtraf ikke noget kina-syndrom og heller ingen damp- eller brinteksplosioner. Fænomener, som siden er blevet analyseret i detaljer både ved beregninger og eksperimenter. Nødvendigheden af PSA-analyser (Probabilistic Safety Analysis) WASH-1400 Rasmussen rapporten