Harrisburgolyckan

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Kärnkraftverket Three Mile Island.

Harrisburgolyckan betecknar det haveri som kärnkraftverket Three Mile Island i Harrisburg, Pennsylvania i USA drabbades av den 28 mars 1979. Orsaken till olyckan var en feltolkning av tillståndet i primärkretsen. Man hann vidta flera åtgärder som förvärrade situationen och ledde till partiell härdsmälta innan man förstod vad som hänt och kunde återställa kylningen av härden.

Olyckan föregicks av ett underhållsarbete, där personal av misstag lämnat ventiler stängda. Det medförde att flera reservmatarpumpar för kylvatten ej gick att använda, innan personalen upptäckt felet. Vid sidan av den ganska uppenbara insikten om vikten av god processkännedom och operatörsträning medförde olyckan ett ökat intresse för Probabilistic safety analysis - PSA, se Felträdsanalys. Olyckan gav även upphov till stor allmän debatt i många länder kring kärnkraftens säkerhet.

Upprensningen tog något mer än fem år och anläggningen står sedan dess oanvänd men öppen för besökare medan driften i ett intilliggande block fortsätter, nu med driftstillstånd förlängt till år 2034.[1]

Orsaker och lärdomar[redigera | redigera wikitext]

I haveriundersökningen konstaterades att fundamentala ändringar behövs i säkerhetstänkandet hos övervakningsmyndigheten (the Nuclear Regulatory Commission) och eventuellt i hela kärnkraftsindustrin.[2] Ett problem var att kärnkraften antogs säker. Säkerheten borde hela tiden ha ifrågasatts, också vad gäller den mänskliga faktorn. Ett annat problem var att man planerat med tanke på de värsta möjliga händelserna, inte med tanke på kombinationer av småfel, som kräver mer sakkunnighet och analys. [3] Felen som begicks var nästan identiska med felen som begåtts i en tidigare olycka (som inte ledde till katastrof för att reaktorn inte var på full effekt). Felen hade konstaterats 13 månader tidigare i ett memorandum, och författaren hade å det allvarligaste yrkat på att operatörerna skulle få klara instruktioner om detta, men fortfarande var instruktionerna och utbildningen bristfällig, så att felen som begicks var naturliga med tanke på vad operatörerna såg och visste.[4]

Harrisburgolyckan gav också viktiga, praktiska erfarenheter även av i vilken mån och hur snabbt en reaktorhärd tar skada av bristande kylning. En kokvattenreaktor skiljer sig från en tryckvattenreaktor i och med en större mängd bränsle och konstruktionsmaterial i härden samt att härden inte är lika effekttät[5] vilket har betydelse för hur snabbt härdskador uppstår. Ändå går det ganska bra att dra viktiga generella slutsatser:

Även om en härd får kylning under den inledande perioden med hög resteffekt som följer på ett snabbstopp är resteffekten ännu många timmar efter snabbstoppet hög nog att totalförstöra härden inom någon timme från det att härden torrkokats. Första tecken på härdskador är utsläpp av fissionsgaser från bränslet. När stora mängder vätgas avgår kan man utgå ifrån att delar av härden rasat samman och partiell härdsmälta är ett faktum.

Händelseförlopp[redigera | redigera wikitext]

Hela det följande avsnittet är en sammanställning av det händelseförlopp som angavs i haveriutredningen[6]:

En vanlig driftsstörning[redigera | redigera wikitext]

Klockan 04:00:36 den 28 mars 1979 löste en matarpump ut. Vattenståndet i ånggeneratorerna sjönk, ångturbinen stoppade och kylningen av tryckvattenreaktorns primärkrets minskade drastiskt varför temperatur och tryck i denna då ökade. Den utlösande störningen i sig var således helt och hållet en yttre händelse som i form av en kortvarig temperatur- och tryckhöjning fortplantade sig in i tryckvattenanläggningens primärkrets och medförde öppning av en säkerhetsventil på tryckhållningskärlet. När detta skedde snabbstoppades reaktorn automatiskt.

Glömda ventiler i inledningsskedet[redigera | redigera wikitext]

Reservmatarpumparna startade automatiskt, men till följd av att ventiler i reservmatarledningen (benämnda "twelve-valves") glömts stängda uteblev matningen till ånggeneratorerna. Dessa kokade då torrt varefter primärsystemet helt förlorade kylning.

De felaktigt stängda ventilerna upptäcktes och öppnades efter åtta minuter varefter primärkretsen återfick kylning via ånggeneratorerna.

Säkerhetsventil som ej stänger som den skall[redigera | redigera wikitext]

Säkerhetsventilen återgick men stängde inte helt när trycket sjönk - något som för övrigt är ganska vanligt i fråga om säkerhetsventiler. Dock hade ventilen stängt tillräckligt för att signalen att ventilen var öppen skulle försvinna i kontrollrummet. I och med att tryckhållningskärlets ångkudde blåste av genom den läckande säkerhetsventilen fanns ingen möjlighet för detta system att upprätthålla trycket i primärkretsen. Tryckminskningen i primärkretsen initierade automatisk start av nödkylpumpar.

Med undantag av de av misstag stängda reservmatarvattenledningarna som åtgärdades efter 8 minuter hade fram till nu inga operatörsmisstag begåtts. I och med den läckande säkerhetsventilen innehöll anläggningen ett mindre allvarligt fel och de automatiskt startade nödkylpumparna skulle utan problem klara att hantera situationen. Vad som i första hand skilde situationen från det normala var att trycket i primärkretsen var ovanligt lågt.

Man tror felaktigt reaktorn har för mycket vatten[redigera | redigera wikitext]

Till slut hade trycket i primärkretsen sjunkit så långt att vattnet i härden började koka och ångan tryckte vattnet framför sig så att nivån i tryckhållningskärlet steg. Till följd av den höga nivån i tryckhållningskärlet fick personalen en felaktig uppfattning om att primärkretsen höll för mycket vatten och man stängde därför manuellt av den ena av nödkylpumparna och minskade flödet på den återstående till en bråkdel av fullt flöde. Man började även släppa ut vatten från primärkretsen via en nedblåsningsventil.

Cirkulationspumparna kaviterar och stoppas[redigera | redigera wikitext]

Så småningom hade trycket i primärsystemet sjunkit till den gräns där de fyra cirkulationspumparna började kavitera. Man stoppade då strax efter kl 05:00 två av dem och efter ytterligare drygt tio minuter de kvarvarande två.

I kombination med den läckande säkerhetsventilen och utblåsningen som personalen påbörjade fem minuter efter snabbstoppet hade primärkretsen förlorat så mycket vatten att härdens överdel - den varmaste delen i det nu kraftigt tryckavlastade systemet - stod bar i samma ögonblick som cirkulationspumparna stoppades. Om man inte manuellt stängt av nödkylpumparna nästan helt så skulle reaktorn ha klarat även denna situation någorlunda väl. Nu stod i stället en större del av härden i det närmaste helt utan kylning.

Ungefär kl 06:00, således 45 minuter senare, detekterades fissionsgaser vilket tydde på kapslingsskador till följd av det nu överhettade kärnbränslet. Larmet kom från detektorer inne i inneslutningen och innebar att fissionsprodukter följt med från härden via tryckhållningskärlet och ut genom dess läckande säkerhetsventil.

Kapslingen reagerar under vätgasbildning med vattenånga[redigera | redigera wikitext]

Sedan bränslets temperatur stigit ytterligare började bränslets kapsling under bildning av vätgas reagera med vattenånga. Även denna följde med ut i inneslutningen och under eftermiddagen uppstod där en knallgasexplosion.

Kl 06:22, två timmar och 22 minuter efter snabbstoppet, stängdes en avstängningsventil före säkerhetsventilen sedan man upptäckt att denna läckte. Trycket i primärkretsen började nu stiga och tillståndet i primärkretsen skulle relativt snabbt ha kunnat återställas till det normala. Av oklar anledning dröjde det dock ytterligare en timme innan man hävde den manuella blockeringen av nödkylpumparna.

Först kl 08:26, återstartas nödkylningen varvid härden får viss kylning. Härden är vid det laget så skadad att det dröjer ända tills ungefär kl 10:30 innan den får ordentlig kylning i och med att den då åter är helt täckt med vatten.

Resteffekten destruktiv ännu flera timmar efter snabbstopp[redigera | redigera wikitext]

Omedelbart efter ett snabbstopp uppgår resteffekten till cirka 6 % av den termiska effekt reaktorn arbetat med ögonblicket innan. Denna värmeutveckling minskar inledningsvis snabbt och har efter en dryg timme sjunkit till under 1 % men sjunker därefter väsentligt långsammare. Först efter ungefär en vecka har resteffekten sjunkit till 0,5 %.[7].

I det aktuella fallet fick härden tillräcklig kylning under ca 75 minuter, stod sedan delvis bar under 100 minuter, kyldes därefter under 19 minuters drift av en av cirkulationspumparna som dock åter stoppas till följd av våldsam kavitation. Härden står sedan åter delvis torr under ytterligare drygt en timme.

Man uppskattade efter olyckan att bränslet höll mellan 1925 - 2200 °C och även ännu högre i vissa delar. Den centrala delen av härden rasade samman till följd av totalförstört bränsle utmed 2/3 av härdens höjd. Bränsleskadorna var ensam orsak till de förhållandevis små utsläpp inom anläggningen och så småningom ut i det fria (kontrollerad ventilation av fissionsgaser) som olyckan ledde till.

Endast 92 500 TBq lämnade reaktorbyggnaden[8] lite mer än det normala utsläppet under ett års drift.

Olyckan i media[redigera | redigera wikitext]

  • Filmen Kinasyndromet hade publikpremiär dagarna före olyckan och fick stor uppmärksamhet då den målade upp ett scenario som var spöklikt nära vad som sedan faktiskt hände.
  • Tage Danielsson författade en av sina mest kända texter, Om sannolikhet, inspirerad av Harrisburgolyckan.
  • Kraftwerk nämner Harrisburg i sin låt "Radioactivity" från albumet Radio-Activity, vid livespelningar tillsammans med Sellafield, Hiroshima och Tjernobyl.
  • I filmen X-Men Origins: Wolverine sägs att olyckan bara är en täckmantel för att delar av ön förstördes av mutanter.

Referenser[redigera | redigera wikitext]

Noter[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Scott DiSavino, Reuters. ”NRC renews Exelon Pa. Three Mile Isl reactor license”. http://www.reuters.com/article/2009/10/22/utilities-operations-exelon-threemile-idUSN223175220091022. Läst 4 april 2011. 
  2. ^ Haverirapporten, avsnittet Overall conclusion, sid 7
  3. ^ Haverireporten, avsnittet Attitudes and practices, sid 9–10
  4. ^ Haverirapporten, avsnitt Causes of the accident, sid 10
  5. ^ Jan-Olov Liljenzin. ”Principles of Nuclear Power, chapter 19”. http://jol.liljenzin.se/KAPITEL/CH19NY3.PDF. Läst 4 april 2011. 
  6. ^ Haverirapporten
  7. ^ Bengt Pershagen, Light Water Reactor Safety. Pergamon Press 1989 |isbn=0-08-035915-9 (inb.)
  8. ^ J. Samuel Walker. ”Three Mile Island, A Nuclear Crisis in Historical Perspective (endast förhandstitt)”. http://www.ucpress.edu/content/pages/10177/10177.ch04.pdf. 

Källor[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]