Введение
Закрытая атомная электростанция в Пенсильвании, США
Три-Майл-Айлендская атомная электростанция (обычно сокращаемая как TMI) — закрытая атомная электростанция на острове Три-Майл-Айленд в Пенсильвании, на реке Сусквеханна, к югу от Харрисбурга. Она имеет два отдельных энергоблока: TMI-1 (принадлежит Constellation Energy) и TMI-2 (принадлежит EnergySolutions). На станции произошла наиболее серьёзная авария в истории коммерческой ядерной энергетики США, когда 28 марта 1979 года на энергоблоке TMI-2 произошла частичная перегрев активной зоны реактора. Согласно отчёту Комиссии по ядерному регулированию (NRC), в результате аварии не было смертей или травм среди персонала станции или в близлежащих населённых пунктах. Последующие эпидемиологические исследования не выявили причинно-следственной связи между аварией и увеличением заболеваемости раком. Один случай смерти, связанный с работой, произошёл на площадке во время вывода из эксплуатации. Активная зона реактора TMI-2 с тех пор была удалена с площадки, но площадка ещё не полностью выведена из эксплуатации. В июле 1998 года компания Amergen Energy (ныне Exelon Generation) договорилась о покупке TMI-1 у General Public Utilities за 100 миллионов долларов. Электростанция была первоначально построена корпорацией General Public Utilities Corporation, позднее переименованной в GPU Incorporated. Эксплуатацией станции занималась компания Metropolitan Edison Company (Met Ed), дочернее предприятие подразделения GPU Energy. В 2001 году GPU Inc. объединилась с FirstEnergy Corporation. 18 декабря 2020 года FirstEnergy передала лицензию на энергоблок №2 дочерней компании EnergySolutions — TMI 2 Solutions — после получения одобрения от NRC. Компания Exelon эксплуатировала энергоблок №1 с убытками с 2015 года. В 2017 году компания заявила, что рассмотрит возможность остановки энергоблока №1 из-за высоких затрат, если правительство Пенсильвании не примет мер. Энергоблок №1 был официально остановлен 20 сентября 2019 года в полдень. Ожидается, что вывод из эксплуатации энергоблока №1 будет завершён в 2079 году и обойдётся в 1,2 миллиарда долларов. Ожидается, что энергоблок №2, находящийся в неактивном состоянии с момента аварии в 1979 году, будет окончательно закрыт в 2052 году.
Аварийные зоны и близлежащее население
NRC определяет две зоны планирования действий в чрезвычайных ситуациях вокруг атомных электростанций: зону распространения радиоактивного шлейфа радиусом 10 миль (16 км), основное внимание в которой уделяется воздействию и вдыханию радиоактивного загрязнения, переносимого по воздуху, и зону загрязнения продуктов питания и воды радиусом около 50 миль (80 км), основное внимание в которой уделяется потреблению загрязненных радиоактивностью продуктов питания и жидкости. Численность населения США в 2010 году в пределах 10 миль (16 км) от острова Три-Майл составляла 211 261 человек, что на 10,9% больше по сравнению с предыдущим десятилетием, согласно анализу данных переписи населения США. Численность населения США в пределах 50 миль (80 км) в 2010 году составляла 2 803 322 человека, что на 10,3% больше, чем в 2000 году. В пределах 50 миль находятся города Харрисберг (12 миль до центра города), Йорк (13 миль до центра города) и Ланкастер (24 мили до центра города).
Три-Майл-Айленд, блок 1
Энергоблок № 1 АЭС Three Mile Island – это водо-водяной реактор, разработанный компанией Babcock & Wilcox, с чистой вырабатываемой мощностью 819 МВт. Первоначальная стоимость строительства энергоблока № 1 составила 400 миллионов долларов США, что эквивалентно миллиарду долларов США в ценах 2018 года. Энергоблок № 1 впервые был выведен на мощность 19 апреля 1974 года и начал коммерческую эксплуатацию 2 сентября 1974 года. Лицензия на эксплуатацию энергоблока № 1 была выдана на 40 лет с момента первого запуска, а в 2009 году срок был продлен еще на 20 лет, что позволяло ему работать до 19 апреля 2034 года. Энергоблок № 1 использовал систему охлаждения замкнутого цикла для основного конденсатора, с двумя градирнями естественной тяги. Подпиточная вода забиралась из реки для восполнения потерь воды на испарение в градирнях. Однопроходное охлаждение речной водой использовалось для системы технического водоснабжения, которая охлаждала вспомогательное оборудование и отводила остаточное тепло при остановке реактора. 17 февраля 1979 года энергоблок № 1 был остановлен для проведения плановой выгрузки топлива. Он был вновь запущен 9 октября 1985 года после протестов общественности, нескольких судебных запретов федеральных судов и ряда технических и нормативных осложнений – более чем через шесть лет после первоначальной остановки. Планировалось остановить энергоблок № 1 к сентябрю 2019 года после того, как компания Exelon объявила об отсутствии каких-либо обязательств по предоставлению субсидий со стороны штата, что сделало невозможным дальнейшую эксплуатацию реактора. Энергоблок № 1 был окончательно остановлен 20 сентября 2019 года.
Инциденты
В феврале 1993 года мужчина на автомобиле проехал мимо контрольно-пропускного пункта на атомной электростанции TMI, а затем протаранил входные ворота. В конечном итоге он пробил машину через защитную дверь и проник в здание турбины первого блока. Нарушитель, страдавшей психическим заболеванием, скрылся в здании турбины и был задержан через четыре часа. Во время и после терактов 11 сентября возникла паника, что рейс 93 авиакомпании United Airlines направлялся к острову Три Майл. В тот день NRC перевела все атомные электростанции страны на наивысший уровень безопасности. Рейс 93 авиакомпании United Airlines потерпел крушение в поле примерно в 217 км к западу от острова Три Майл, в поселке Стоункрик, недалеко от Шэнксвилла, штат Пенсильвания, при этом предполагаемой целью был Вашингтон, округ Колумбия.
21 ноября 2009 года внутри герметичного корпуса TMI-1 произошла утечка радиоактивности во время резки труб рабочими. Компания Exelon Corporation сообщила общественности, что "датчик на временном отверстии в стене герметичного корпуса, сделанном для перемещения новых парогенераторов внутрь, зафиксировал незначительное повышение показаний, после чего они вернулись к норме. Около 20 сотрудников получили лечение от незначительного облучения". По состоянию на 2009 год считалось, что радиоактивные вещества не покинули герметичный корпус и угрозы для населения нет. Внутреннее загрязнение воздуха было вызвано изменением давления воздуха внутри герметичного корпуса, которое привело к отсоединению мелких активированных частиц в трубопроводной системе реактора. Некоторые из этих частиц поднялись в воздух внутри здания и были обнаружены системой мониторов, предназначенных для обнаружения подобных материалов. Изменение давления воздуха произошло при запуске вентиляторов внутренней вентиляции для поддержки работ по выводу на ремонт. На объекте была модифицирована система вентиляции для предотвращения будущих изменений давления воздуха. На следующий день работы были продолжены. 24 января 2010 года TMI-1 был вновь подключен к сети.
Несчастный случай при обработке материалов
10 сентября 2021 года подрядчик из штата Алабама получил смертельные травмы при разгрузке оборудования из грузовика. На место происшествия были направлены пожарные и сотрудники скорой медицинской помощи из Лондондерри, которые констатировали смерть подрядчика по прибытии. Комиссия по ядерному регулированию сообщила, что травма произошла в ходе выполнения работы, и подрядчик находился за пределами радиологически контролируемой зоны.
Трехмильный остров, блок 2
Трехмильный островный блок № 2 также был водо-водяным реактором, построенным компанией B&W, аналогичным блоку № 1. Единственное различие заключалось в том, что мощность блока № 2 была немного выше – 906 МВт нетто, по сравнению с 819 МВт блока № 1. Блок № 2 получил лицензию на эксплуатацию 8 февраля 1978 года и начал коммерческую эксплуатацию 30 декабря 1978 года. После аварии на Три-Майл-Айленд в 1979 году блок № 2 ТМИ был окончательно остановлен.
Несчастный случай
28 марта 1979 года неисправность системы охлаждения привела к частичному расплавлению активной зоны реактора. Этот инцидент с потерей охлаждающей жидкости повлек за собой выброс в окружающую среду, по оценкам, 43 000 кюри (1,59 ПБк) радиоактивного газа криптона-85 (период полураспада 10 лет) и менее 20 кюри (740 ГБк) особо опасного йода-131 (период полураспада 8 дней). Обзор, проведенный Всемирной ядерной ассоциацией, пришел к выводу, что авария не привела к смертельным случаям, травмам или негативным последствиям для здоровья, что было подтверждено докладом эпидемиолога Колумбийского университета Морин Хэтч. В связи с опасениями за здоровье, Департамент здравоохранения штата Пенсильвания вел реестр более 30 000 человек, проживавших в районе TMI на момент аварии. Этот реестр велся почти 20 лет, до 1997 года, когда не было обнаружено никаких свидетельств необычных последствий для здоровья. Последующие эпидемиологические исследования также не выявили увеличения заболеваемости раком в результате аварии. Второй энергоблок не эксплуатируется с момента аварии. 14 августа 1993 года, спустя 14 лет после аварии, газета The New York Times сообщила о завершении работ по очистке. По данным Комиссии по ядерному регулированию США (NRC), было удалено 2,3 миллиона галлонов сточных вод. Инцидент получил широкую международную огласку и оказал значительное влияние на общественное мнение, особенно в Соединенных Штатах. Фильм "Китайский синдром", посвященный ядерной катастрофе, вышедший в прокат за 12 дней до инцидента и получивший восторженные отзывы, стал кассовым хитом.
Генератор блока 2
22 января 2010 года представители NRC объявили, что электрический генератор с поврежденного 2-го энергоблока станции TMI будет использован на атомной электростанции Shearon Harris в Нью-Хилле, штат Северная Каролина. Генератор был транспортирован в двух частях общим весом 670 тонн. Он был восстановлен и установлен во время плановой остановки для дозаправки на АЭС Шерон Харрис в ноябре 2010 года. 2-й энергоблок TMI остановлен после частичной перегрузки активной зоны в 1979 году.
После аварии
Exelon Corporation была создана в октябре 2000 года в результате слияния PECO Energy Company и Unicom, соответственно из Филадельфии и Чикаго. Unicom владела компанией Commonwealth Edison. Доля PECO в AmerGen была приобретена Exelon в конце 2000 года. В 2003 году Exelon приобрела долю British Energy в AmerGen и передала блок №1 под прямое владение и управление своему подразделению Exelon Nuclear. По данным Exelon Corporation, "многие люди удивляются, узнав, что остров Три-Майл до сих пор вырабатывает электроэнергию, которой достаточно для обеспечения 800 000 домохозяйств" благодаря его неповрежденному и полностью функционирующему реактору №1. Exelon считала экономику станции в 44 доллара США за МВт·ч сложной из-за низкой цены на природный газ – 25 долларов США за МВт·ч. По состоянию на 2016 год средняя цена на электроэнергию в регионе составляла 39 долларов США за МВт·ч.
Закрытие
20 июня 2017 года компания Exelon Generation, владелец первого энергоблока станции Three Mile Island, направила в Комиссию по ядерному регулированию официальное уведомление о намерении остановить работу станции 30 сентября 2019 года, если законодательное собрание штата Пенсильвания не окажет поддержку ядерной отрасли, испытывавшей трудности в конкуренции из-за снижения цен на электроэнергию, вызванного новыми запасами природного газа. Старший вице-президент Exelon Generation Брайан Хансон отметил, что после закрытия станции Three Mile Island её больше нельзя будет ввести в эксплуатацию. Другим вариантом для Exelon является долгосрочное хранение, которое предполагает консервацию станции и естественное снижение уровня радиации до безопасного уровня в течение до 60 лет, после чего можно будет приступить к полному демонтажу зданий. Преимуществом долгосрочного хранения является отсутствие радиации во время демонтажа, однако недостатком может стать нехватка квалифицированного персонала к моменту демонтажа. Кроме того, Exelon придется оплачивать ограниченное техническое обслуживание и охрану станции в течение потенциальных 60 лет. Первый энергоблок был остановлен 20 сентября 2019 года. В 2022 году первый энергоблок был передан компании Constellation Energy после отделения от Exelon. Второй энергоблок также был передан компании TriArtisan ES Partners, LLC после приобретения ими EnergySolutions.
Вывод из эксплуатации
После аварии на ТМИ-2 в 1979 году было извлечено около 99% топлива и поврежденных обломков активной зоны из реакторного сосуда и сопутствующих систем и отправлено в Национальную лабораторию Айдахо, расположенную недалеко от города Айдахо-Фоллс, штат Айдахо. С 1993 года, после завершения первоначальной очистки станции, ТМИ-2 находится в состоянии, известном как контролируемое хранение после выгрузки топлива (PDMS), и подвергается постоянному мониторингу для обеспечения безопасности и стабильности станции. Оценка стоимости вывода из эксплуатации закрытого ядерного реактора и связанных с ним сооружений на Три-Майл-Айленд составляет 918 миллионов долларов.
Сейсмический риск
По оценкам Комиссии по ядерному регулированию, вероятность возникновения ежегодно землетрясения, достаточно сильного для повреждения активной зоны реактора на Три-Майл-Айленд, составляла 1 к 25 000, согласно исследованию NRC, опубликованному в августе 2010 года.