Havária Three Mile Island. Podcast VUJE o jadrovej udalosti a reťazci zlyhaní, ktoré zmenili pravidlá

• YouTube: bit.ly/4emQp1C
• Spotify: bit.ly/4fF0cCp

 

Havária v druhom bloku jadrovej elektrárni Three Mile Island sa stala 28. marca 1979 v americkej Pensylvánii. Často sa spomína spolu s haváriou v Černobyle, hoci ich priebeh, príčiny aj následky boli výrazne odlišné.

Černobyľská havária sa odohrala počas testu v neštandardnom režime prevádzky. Three Mile Island sa stala počas bežnej prevádzky, keď blok pracoval na 97 percent nominálneho výkonu. Aj preto mala pre ďalší vývoj jadrovej energetiky mimoriadny význam. Upozornila na to, že vážna havária nemusí vzniknúť jedným dramatickým zlyhaním, ale aj postupným reťazením technických porúch, nesprávnych indikácií, prevádzkových návykov a nejasného rozhodovania.

„Pri Three Mile Island bolo niekoľko hodín, keď sa personál jadrovej elektrárne nevedel zorientovať v tom, čo sa deje. V jednej chvíli si dokonca mysleli, že sú svedkami doteraz neznámeho fyzikálneho javu,“ približuje v podcaste Andrej Žiarovský, riaditeľ pre strategický rozvoj a medzinárodné projekty VUJE, a, s.

Rutinná prevádzka, ktorá prerástla do vážnej havárie

V predvečer havárie prebiehali na elektrárni práce súvisiace s čistením iónexových filtrov. V rámci údržby boli manuálne uzavreté ventily pomocného napájania parogenerátorov. Zároveň došlo k prepojeniu systémov tlakového vzduchu, ktoré po skončení prác nebolo správne oddelené.

Cez netesnú spätnú klapku následne prenikala voda do systému stlačeného vzduchu. Po približne desiatich hodinách hladina vody dosiahla úroveň odberovej línie tlakového vzduchu pre ovládanie armatúr. Výsledkom bolo uzavretie armatúr a strata napájania parogenerátorov.

Automatické ochrany zareagovali správne. Turbína bola odstavená prakticky okamžite, o niekoľko sekúnd neskôr bol odstavený aj reaktor. V primárnom okruhu však rástol tlak a teplota, preto sa otvoril odľahčovací ventil na kompenzátore objemu. Ten sa mal po krátkom čase opäť uzavrieť - ale neuzavrel sa.

Práve tento detail sa stal jedným z kľúčových momentov celej havárie. Obsluha nemala jednoznačnú informáciu o skutočnej polohe ventilu. Signalizácia ukazovala, že bol vydaný povel na zatvorenie, nie to, či sa ventil reálne zatvoril. Zvýšená teplota za ventilom bola síce ďalším varovným signálom, no personál bol zvyknutý na to, že ventil mierne podchádza. Aj preto trvalo viac ako dve hodiny, kým sa podarilo skutočný problém identifikovať.

Keď chýba voda, ale systém vyzerá ako preplnený

Cez otvorený ventil unikalo chladivo z primárneho okruhu. Automaticky sa spustili vysokotlakové havarijné čerpadlá, ktoré mali dopĺňať vodu do aktívnej zóny a za normálnych okolností by mohli zabrániť ďalšiemu rozvoju havárie.

Situáciu však skomplikoval takzvaný sifónový efekt. Vytváral dojem, že primárny okruh je preplnený vodou, hoci sa v skutočnosti dial opak. Obsluha preto vysokotlakové čerpadlá po krátkom čase vypla.

Chladivo ďalej unikalo, aktívna zóna sa postupne obnažovala a voda v reaktore sa začala variť. Pod vekom reaktora vznikla bublina pary a vodíka, zatiaľ čo personál stále pracoval s predpokladom, že problémom je nadbytok vody.

Hlavné cirkulačné čerpadlá začali vykazovať abnormálny chod, v kontajnmente bola indikovaná rádioaktivita a neskôr sa rádioaktivita dostala aj do pomocnej budovy. O 7.00 hodine bol vyhlásený vnútorný stav núdze, krátko nato všeobecný stav núdze.

Tavenie aktívnej zóny a stabilizácia reaktora

Napriek nejednoznačnému vyhodnocovaniu situácie sa napokon podarilo aktivovať havarijné systémy a dodať do aktívnej zóny bórovú vodu. Tento krok pomohol zabrániť pretaveniu tlakovej nádoby reaktora a udržal roztavené korium v jej vnútri.

V kontajnmente došlo aj k menšiemu výbuchu vodíka, ktorý konštrukcia vydržala. Aktívnu zónu sa podarilo postupne zaplaviť, ďalšiemu taveniu zabrániť a reaktor stabilizovať. Studený stav dosiahol 7. apríla 1979.

Neskoršie kontroly ukázali, že približne 46 percent aktívnej zóny bolo natavených. Kľúčové však bolo, že roztavený materiál zostal v tlakovej nádobe reaktora.

Aj z tejto skúsenosti sa neskôr rozvíjal prístup označovaný ako in-vessel retention, teda snaha udržať roztavené korium vnútri reaktorovej nádoby pri riadení ťažkých havárií.

Najväčším problémom nebola radiácia, ale informačný chaos

Havária Three Mile Island si nevyžiadala žiadne ľudské obete. Únik rádioaktivity mimo areálu bol minimálny a dávky pre obyvateľstvo sa pohybovali na úrovni porovnateľnej s prirodzeným pozadím.

Výrazný spoločenský dopad spôsobila najmä nepresná a neúplná komunikácia. V krízovej situácii sa objavovali údaje bez jasného kontextu, čo prispelo k panike a samovoľnej evakuácii časti obyvateľstva v okolí elektrárne.

Three Mile Island tak ukázala, že jadrová bezpečnosť nie je len technickou otázkou. Je aj otázkou dôvery, krízového riadenia a schopnosti komunikovať presne, zrozumiteľne a včas.

Zrod modernej kultúry bezpečnosti

Najvýznamnejším dôsledkom havárie nebol jej priamy dopad na zdravie ľudí alebo životné prostredie, ale zásadná zmena prístupu k jadrovej energetike.

Do popredia sa dostal princíp „Safety First“ – bezpečnosť na prvom mieste. Three Mile Island ukázal, že nestačí mať bezpečnostné systémy. Musia byť správne navrhnuté, jednoznačne signalizované, zrozumiteľne ovládateľné a podporené postupmi, ktorým personál rozumie aj v stresovej situácii.

Po havárii sa zmenili systémy indikácie stavu ventilov a technologických zariadení. Dôraz sa začal klásť na to, aby obsluha videla skutočný stav zariadenia, nielen vydaný povel. Upravil sa aj výcvik, prevádzkové postupy a organizácia práce na blokovej dozorni.

„Kultúra bezpečnosti znamená, že personál elektrárne sa správa bezpečne aj vtedy, keď sa nikto nepozerá. Je to o zodpovednosti dotiahnuť prácu tak, aby zariadenie zostalo v bezpečnom stave,“ vysvetľuje Andrej Žiarovský.

V praxi to znamená, že sa netolerujú drobné odchýlky, netesnosti, nejasné stavy ani nedokončené zásahy. Práve z takýchto detailov sa totiž môže v mimoriadnej situácii vytvoriť reťazec udalostí s vážnymi dôsledkami.

Obrana do hĺbky a zdieľanie skúseností

Three Mile Island významne posilnil aj princíp obrany do hĺbky. Ide o systém viacerých technických, organizačných a prevádzkových bariér, ktoré majú zabrániť tomu, aby sa jedna porucha alebo chyba rozvinula do vážnej havárie.

Ak zlyhá jeden prvok, musí existovať ďalší. Slabé miesto v signalizácii má zachytiť postup, nedostatok v postupe výcvik a organizácia práce. Cieľom je, aby sa jednotlivé nedostatky nespojili do jednej priamej cesty k havárii.

Dôležitým dôsledkom bolo aj medzinárodné zdieľanie skúseností. Podobné problémy sa pred Three Mile Island objavili aj inde, no k prevádzkovému personálu sa nedostali včas a v potrebnej forme. Po TMI sa preto výrazne posilnili mechanizmy výmeny skúseností, medzinárodné hodnotenia a úloha organizácií zameraných na bezpečnosť jadrových elektrární.

Dopady aj na elektrárne typu VVER-440

Havária Three Mile Island mala dopad aj na prevádzku jadrových elektrární v našom regióne. V elektrárňach typu VVER-440 sa premietla napríklad do zavedenia nového signálu odstavenia reaktora pri strate napájania parogenerátorov, do riešení havarijného odvzdušnenia priestoru pod krytom reaktora, aj do ďalšieho rozvoja diagnostiky aktívnej zóny a neutrónového toku.

Význam TMI preto nespočíva len v americkom kontexte. Išlo o udalosť, z ktorej sa poučila jadrová energetika ako celok.

Three Mile Island dnes

Druhý blok elektrárne Three Mile Island je dnes v procese definitívneho vyraďovania. Prvý vstup do reaktorovej sály po havárii prebehol v roku 1980. V rokoch 1985 až 1990 sa začali práce na vyvážaní paliva. Väčšina paliva už bola odstránená, zvyšky nataveného paliva majú byť podľa plánov odstránené do konca tejto dekády.

Ďalšie fázy zahŕňajú izoláciu reaktorovej nádoby, demontáž hlavných komponentov, búranie častí areálu vrátane chladiacich veží a postupnú obnovu územia až do stavu takzvanej zelenej lúky.

Rozhodujú detaily

Three Mile Island zostáva jednou z najdôležitejších udalostí v histórii jadrovej energetiky nie preto, že by mala najťažšie následky, ale preto, že priniesla mimoriadne silné poučenia.

Ukázala, že v jadrovej energetike rozhodujú detaily: poloha ventilu, jednoznačnosť kontrolky, správne čítanie príznakov, kvalita údržby, odovzdanie informácie medzi zmenami, pripravenosť personálu aj schopnosť komunikovať fakty bez priestoru pre paniku.

Aj preto patrí havária Three Mile Island medzi udalosti, ktoré formovali dnešnú jadrovú bezpečnosť. Nie ako príbeh zlyhania jednej elektrárne, ale ako bod zlomu, po ktorom sa celé odvetvie začalo ešte dôslednejšie riadiť princípom bezpečnosti na prvom mieste.