三里岛核事故

三里岛 2 号反应堆使用的冷却水，通过一套称为“过滤器”的 设备清除杂质。每个过滤器备有一些树脂珠，需要每 4 周更换一次。 清洗工作是常规维修程序，甚至不被看作安全体系的一部分，之前， 已经出现过周期性的堵漏问题。1979 年 3 月 28 日凌晨 4 点左右， 泄漏的一部分水进入驱动部分反应堆检测仪表的气动系统，中断了控 制两个反应堆供水水泵的气压，迫使水泵停止运转。随着这些水泵停 止运作，紧急水泵自动开始通过次级紧急冷却系统，从储水池中抽水 供应反应堆，使其反应堆芯的温度保
三里岛事故被正式登记为“难以置信”的事故。但它是一次正 常事故。连续性故障的发生次数几乎数不胜数，三里岛所发生的只是 其中一件。而且，一系列的这类故障就能引发灾难性的事故。任何一 件概率小得足以忽略不计的事件，一旦累加在一块，再加上如此大量 可能发生的变故和无法理解的因素结合，那么，意外事故的发生机率 就会变得很高。核电站就是发生正常事故的原型。
控制室和反应堆内的一整套仪表都没有设计紧急操作。事故发 生后的几个小时内，最危急的问题是反应堆内的温度和反应堆芯内发 生的反应路径。幸运的是，反应堆内有一套热电偶。它们并不是有意 设计的，而是被暂时放在那里的，是对反应堆芯性能进行试验分析的 一部分。问题是，它们被放在那里是为了监控处于正常运作状态的反 应堆芯。如果温度上升至高于 700 度，或低于正常的 600 度运转范 围，或者如果热电偶并没有正常运行，那么它们的读出器就只显示一 组问号：“？？？”。当操作员努力判断高压注水是否已经成功时，宾 夕法尼亚州州长正在考虑撤退位于核电站附近的哈里斯堡市的居民。
方法检查这个问题。 操作员们采取高压注的方式将冷水注入反应堆芯。这引起了它 自身的问题，因为，冷水突然注入超热的反应堆芯会使其结构爆裂。 但是这种操作的结果不可能预先确定；一个刻度盘上显示容器内的压 力正在下降，而另一个显示它正上升至危险水平。其中一个刻度盘测
量系统内的压力，另一个测量反应堆内的压力，它们理应像从前一样 朝相近的方向变化，因为反应堆和系统是相连的。所以其中一个刻度 盘可能出错了，如果是真的，那究竟是哪一个呢？这个混乱源自于问 题的初始原因：堵塞的安全阀。当水通过堵塞的阀门流出去后，反应 堆芯就外露了，因此压力上升。
而是铀熔化后从原本密闭的容器泄露出来的放射物的极强辐射性，释 放出有毒气体，在空气中散播。三里岛核电站容量很大，其核反应堆 中包含的可裂变物质十分庞大，它的核泄露将造成的放射性微尘是在 广岛投下的原子弹根本无可比拟的。
为了防止出现这类灾难，煮沸水的简单过程，采用了人类认知 所及的最复杂的配水系统。系统和后备系统把水注入反应堆，吸收热 量，并将热量迅速带走。然后，另外一个系统（也有后备系统）提取 部分热量，将水加热成蒸汽，将所有过多的热量传送至冷却塔。每个 系统都带有一系列的控制阀，在巨穴般的控制中心，大批状态灯监控 着每个控制阀的状态。其中，某盏状态灯出现的故障，成了三里岛事 故的罪魁祸首。
如果控制室的工作人员对核反应堆中不断升高的温度不知所措， 那么，当他们未能成功发现问题而必须操纵一大堆仪器时，他们很有 可能变得更加为难。控制室的各个控制台之间铺放着将近 750 盏警 示灯，其位置不一定都接近它们监控的设备，有的在控制领域的上方 位置，有的在下面或旁边，有的在房间对面。主要警示灯中散布着一 些提示灯，甚至还有监控大楼电梯的灯。和警示灯一起的还有几百个
铀原子堆“些微”超临界，意思是指，核反应产生的热量是可 控的，并能被引导产生蒸汽的。但任其变化，反应会自我维持，热量 也将加速上升到某个点，使所有铀和与之联系的东西都熔化在一起。 熔化事件将吸附越来越多的铀，熔化在一起的铀越多，将产生的热量 也更多，其副产品放射物也会越多。最终结果是，产生一个白热化的、 放射性的金属球，它将熔化钢铁密闭室和周围的混凝土密闭建筑物。 “中国综合征”（China Syndrome）就是指，一滴熔化的水能够一 路穿过地心，到达中国。然而，这个挖地洞的水滴并不是实质问题，
显示设备开合状态的指示灯。大部分仅仅只是利用写了编码数字或字 母的标签辨别。有些利用颜色编码，这种系统最初看上去合乎情理， 只是有点容易令人混淆：红色代表设备正在运行，阀门打开，电路关 闭；绿色代表设备停止运作，阀门关闭，电路开通。除了保持所有颜 色编码正确排放外，在正常操作中，有些阀门应该打开，有些需要关 闭，因此，若不经过深刻研究，真的出问题时，就不可能瞥一眼警示 灯就知道哪里可能出问题了。初始事故发生后几分钟，反应堆冷却泵 开始剧烈摇动。更多的灯开始闪烁。三个不同的警报鸣响，使状态更 为混乱。虽然警报令人分心，但操作员们都不敢将它们关闭，因为这 样会同时关闭某些警示灯。 操作员要对安全阀的指示灯和其他 许多控制装置检查了好几遍。如果指示灯一直在运作，工作人员能够 立即启动隔断阀切断水流，从而避免灾难。如果指示灯配有证实它在 运作的测试开关，他们至少能够警觉警示灯不在运作这个工作的事
三里岛：安全系统的危险性
核电站的目标很简单：将水煮沸，产生蒸汽。然后，用蒸汽转 动涡轮，这种工序起源于至少两千年前的亚历山大的希罗。核能的复 杂性在于水被煮沸的方式。核反应堆包括几千个浓缩铀小球，它们被 维持在些微超临界的状态下。铀原子裂变后将产生自由中子，一般一 个以上的自由中子最终撞击另一个铀原子，接下去这再产生一个中子。 每次反应都会产生热量。每次反应产生的热量不是很多，但因为存在 许许多多的原子和许许多多的反应次数，所以，一个棒球那么大小的 一镑重的铀能够产生的能量，与一百万加仑汽油的能量相当。
持在控制之中。不幸的是，将水从储水池中 输送出去的水管处于关闭状态，有人在几天前维护其他反应堆时关闭 了阀门。
这个问题并没有立即暴露出来。控制台显示，这些水泵正在运 转，但没有显示水并没有输送至发电机。几分钟后，操作员们才发现 了实情，但为时已晚，已发生了一系列的连锁故障，最终导致了灾难。
人类失误和机械故障碰巧凑在一起。在主要和备用冷却系统都 损坏的短时间内，反应堆芯的压力达到了触发安全阀的程度。安全阀 有点像高压锅顶部的重力阀。如果压力过高，重力阀将被打开，释放 一些水和蒸汽，然后再关上。然而，在三里岛的例子中，安全阀未能 关上。这是预料之中的，因为，在那时，这个安全阀预计有 2%的故 障率。为此，控制室仪表板上添加了一盏指示灯，显示安全阀的开合 状态。难以置信的是，安全阀和指示灯都发生了故障（根据某些说法， 指示灯并未发生故障，而是因为附近的一个黄色的维修标签而变得模 糊）。在问题根源被发现之前，已经浪费了 32 000 加仑的水，相当 于核反应堆芯的 1/3 能量。