Przewidywanie Three Mile Island

Zdjęcie wyspy Three Mile Getty/Stringer

Na zewnątrz było jeszcze ciemno, kiedy pierwsza rzecz poszła nie tak.

O godzinie 4 rano 28 marca 1979 r. drobna awaria spowodowała otwarcie zaworu nadmiarowego w jednym z bloków reaktora jądrowego w elektrowni Three Mile Island. Zawór zablokował się i uwolnił wodę chłodzącą wokół rdzenia, powodując automatyczne wyłączenie reaktora.

Chociaż nie stanowiłoby to żadnej szkody, gdyby sytuacja była odpowiednio zarządzana, kilka awarii przyrządów oznaczało, że pracownicy prowadzący zakład nie mieli możliwości zorientowania się, że stracił płyn chłodzący. W chaosie dzwoniących alarmów i migających świateł ostrzegawczych operatorzy podjęli szereg działań, które znacznie pogorszyły warunki, umożliwiając częściowe stopienie rdzenia reaktora. Systemy zabezpieczające elektrownie zapobiegły poważnemu uwolnieniu materiałów radioaktywnych, ale niewielka ilość radioaktywnego ksenonu, kryptonu i gazu jodowego przedostała się do atmosfery i około 140 000 osób zostało zmuszonych do ewakuacji swoich domów.

Dla wielu szeroko nagłośniony incydent był sygnałem alarmowym dotyczącym potencjalnych zagrożeń związanych z energią jądrową. Przez ponad 30 lat później nie zbudowano żadnych nowych zakładów.

Katastrofa wstrząsnęła branżą do głębi, ale Norman Rasmussen, PhD ’56, profesor na Wydziale Inżynierii Jądrowej MIT, ostrzegał cztery lata wcześniej przed niebezpieczeństwem bardzo podobnego scenariusza. Los chciał, że załamanie, które przewidział, wydarzyło się zaledwie 13 mil od jego rodzinnego miasta Harrisburg w Pensylwanii.

Norman Rasmussen, PhD ’56, ostrzegł przed poleganiem na automatycznych systemach bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych. Niestety, operatorzy na Three Mile Island właśnie to zrobili. Zdjęcie z biura MIT News: Calvin Campbell, dzięki uprzejmości AIP Emilio Segrè Visual Archives, Physics Today Collection

W 1972 roku Komisja Energii Atomowej Stanów Zjednoczonych zatrudniła Rasmussena, ojca dwojga dzieci, który wykładał w MIT od czasu ukończenia doktoratu w 1956 roku, do przeprowadzenia badania nad zagrożeniem publicznym w wyniku wypadków jądrowych w Stanach Zjednoczonych. Artykuł, napisany przez Rasmussena i zespół ponad 40 ekspertów, był pierwszym probabilistycznym studium energetyki jądrowej.

Badanie bezpieczeństwa reaktora – WASH-1400, często nazywane po prostu Raportem Rasmussena – wykorzystywało probabilistyczne techniki oceny ryzyka do przewidywania prawdopodobieństwa różnych scenariuszy, które mogą mieć miejsce w elektrowniach jądrowych. Wcześniejsze badania wykorzystywały deterministyczne metody oceny ryzyka, które skupiały się na skutkach katastrof w danym scenariuszu, zamiast obliczać ich prawdopodobieństwa. Raport Rasmussena wskazał, że wypadki z małą przerwą i utratą chłodziwa były bardziej prawdopodobnym zagrożeniem niż te z dużymi przerwami. Oprócz przeprowadzenia ogólnej oceny pomp i zaworów Rasmussen i jego zespół argumentowali, że niezawodność człowieka jest niezbędnym czynnikiem do rozważenia, ponieważ w przypadku awarii systemów automatycznych ludzie będą musieli interweniować.

Było to sprzeczne z panującymi wyobrażeniami o zarządzaniu bezpieczeństwem energetyki jądrowej. Społeczność fizyków w tamtym czasie w dużej mierze zakładała, że ​​wbudowane mechanizmy bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych są wystarczające, aby bezpiecznie poradzić sobie z każdą awarią w odpowiednim czasie – innymi słowy, że wsparcie techniczne jest ważniejsze niż ludzkie działania.

Rola człowieka została w dużej mierze zignorowana i zakładano, że operatorzy podejmują jedynie działania sprzyjające bezpieczeństwu, jeśli w ogóle brano je pod uwagę, napisał Jan van Erp w raporcie Argonne National Lab dotyczącym wypadku TMI.

Van Erp zdał sobie sprawę, że Raport Rasmussena powinien być ostrzeżeniem o nadchodzącej katastrofie. Jednak w momencie publikacji w 1975 r. analiza spotkała się z poważną krytyką i reakcją – jak na ironię, głównie z tego powodu, że bagatelizowała ryzyko. Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne stwierdziło, że energia jądrowa stanowi znacznie większe niebezpieczeństwo, niż przewidywał Rasmussen i jego zespół, a Union of Concerned Scientists opublikowało 150-stronicową krytykę artykułu.

Późniejszy przegląd raportu Rasmussena, dokonany przez to, co stało się wówczas Komisją Dozoru Jądrowego, wykazał, że Rasmussen nie docenił niepewności w niektórych sytuacjach. Jeden z recenzentów nazwał raport nieodgadnionym. Tak więc w styczniu 1979 r. NRC postanowiła wycofać swoje poparcie dla podsumowania badania Rasmussena.

W noc przed ogłoszeniem Rasmussen późnym wieczorem otrzymał telefon w sprawie planów NRC. Później powiedział swojemu przyjacielowi i koledze Michaelowi Golayowi, innemu profesorowi MIT, że nie spał całą noc, martwiąc się.

Był szczerze zdenerwowany, jak można się spodziewać, mówi Golay. Miał być zawstydzony narodowo.

Dwa miesiące później stopiła się wyspa Three Mile Island.

Stopienie było spowodowane niewielką utratą chłodziwa — nie dużą, jak przewidywały inne raporty. I, jak przewidział Rasmussen, incydent pogorszyła seria ludzkich błędów.

Okazuje się, że Rasmussen i jego koledzy byli prawie bezbłędni w kilku innych sprawach: Rasmussen przewidział wysokie prawdopodobieństwo wypadku takiego jak Three Mile Island, a także poprawnie przewidział, że skutki zdrowotne takiego wypadku będą nieistotne w ich surowość.

[Three Mile Island] było zasadniczo potwierdzeniem tego raportu, mówi Golay.

Przez lata po katastrofie na Three Mile Island ludzie zaczęli zdawać sobie sprawę z wartości badań Rasmussena i wykorzystania oceny ryzyka w kontekście energetyki jądrowej. Do 1995 roku NRC wydała formalne oświadczenie polityczne, które zalecało stosowanie takiej analizy.

Zasadniczo wycofali się z odrzucenia [Raportu Rasmussena] z 1979 r. i jego metod i powiedzieli: „Użyj metod. Mogą nam pomóc w lepszej pracy” – mówi Golay.

Metoda oceny ryzyka, której pionierem był Rasmussen, była coraz częściej stosowana i dziś jest jednym z podstawowych narzędzi oceny bezpieczeństwa jądrowego na całym świecie. Rasmussen zmarł w 2003 roku, doczekawszy się akceptacji jego raportu przez środowisko fizyków jądrowych.

Siłą Rasmussena było to, że był naprawdę dobry w integrowaniu informacji z różnych źródeł w spójne podejście do problemu, mówi Golay. To niesamowite, jak ten pierwszy raport przetrwał próbę czasu. Ludzie wciąż to cytują. Przy pierwszym przejściu ciężko to zrobić w takim stopniu.

ukryć