失敗事例

シナリオ 失敗百選 (PDF)
事例名称 複合要因によるスリーマイル島（ＴＭＩ）原子力発電所の炉心溶融事故
代表図
事例発生日付 1979年03月28日
事例発生地 米国ペンシルバニア州サスケハナ川のスリーマイル島と呼ばれる中州(ハリスバーグ市郊外）
事例発生場所 スリーマイル島（ＴＭＩ）原子力発電所の２号炉
事例概要 空気弁が閉じるという些細な問題がおこり、安全装置が働き、補助給水ポンプが立ち上がったが、弁が閉じられていたために蒸気発生器に水が送られず、数々の安全装置が作動したが、人為エラーや設計ミス、故障などが重なった結果、熱による蒸発で急速に水が失われ、炉内が空焚き状態になり、炉心が溶融した。
事象 配管内部のつまりをとる作業中に水が空気作動弁の操作用空気系に入ったため、安全装置が働き、主給水ポンプ、タービンが停止。補助給水ポンプが作動したが一次系の圧力が増し、コンピュータにより原子炉を緊急停止。ところが補助給水系の出口弁が閉じており、蒸気発生器に水が送られなかった。過熱状態の一次系の圧力を下げるために逃がし弁が開いたが、原子炉が停止して熱の発生がなくなった。その後圧力が下がったので弁が閉まるはずであったが、故障のため閉まらず、緊急炉心冷却装置が起動した。それを水量を読み違えたオペレータが安全装置である緊急炉心冷却装置をマニュアルで停止してしまい、水量が低下したために空焚き状態になり、炉心が溶融した。
経過 1979年3月28日、復水器で脱塩を行うフィルターの樹脂を洗浄のために移送しようとした際、配管内部に詰まりがあり、その対策作業中にコップ１杯ほどの水が空気作動弁の操作用空気系に入り、空気弁が閉じるという異常が発生。２次系の主給水ポンプが自動的に停止。これを受けて午前4時0分37秒にタービンも緊急停止。蒸気発生器に水を確保するための補助給水ポンプが立ち上がった。主給水ポンプが停止してから８秒後に、一次系の圧力が増大したことを感知したコンピュータが設定通り原子炉を緊急停止。 ところが、補助給水系の出口弁が閉じられていたため、ポンプは起動したものの蒸気発生器に水が送られず、原子炉から送られてくる１次冷却水の熱による蒸発のため急速に水が失われていった。 １次冷却系は約150気圧に加圧され、300度を超える熱水を水のままで循環させているが、あまりに高圧になるとシステム全体に負担がかかり、パイプのシール部分などから漏水が生じやすくなるので、一定圧力以上に圧力が上昇したときには、加圧器に取り付けられている圧力逃がし弁が自動的に開いて、圧力を下げるようになっている。この事故の時も、補助給水系が働かずに１次系の除熱が行われなかったので、過熱状態になった１次系の圧力を下げるため、事故発生後３～６秒で逃がし弁が開いた。ところが、原子炉が停止して熱の発生がなくなり、13秒後には加圧器を閉じる設定値まで圧力が下がったにもかかわらず、加圧器逃がし弁は開いたまま閉じない「開固着」の状態になってしまった。冷却水が減少し１次系の圧力が低下したため、主給水ポンプ停止から2分2秒後に設計通りＥＣＣＳ（緊急炉心冷却装置）の高圧注入系が起動し、３台のポンプで原子炉に冷水を注入し始める。コンピュータが自動的に起動したＥＣＣＳを、オペレータは（事故開始後4分38秒の時点で）手動で停止してしまう。 これによって、わずかに除熱を行っていた1次冷却系は完全にその機能を停止。水面の上に顔を出した燃料棒の温度は急上昇。原子炉の中心部は原型を留めないほどドロドロになって崩れ落ち、20トンもの溶融物が原子炉容器の底に落下。 炭素鋼でできた容器が持ちこたえたため、チェルノブイリ原発事故に匹敵する大惨事を避けることができた。
原因 (1)補助給水系の出口弁が閉じられた状態で稼働していた。閉じられた状態であるというランプがメンテナンス用の表示に覆われていた。（人為ミス）。(2)１次系の圧力が低下しても加圧器逃がし弁が閉じなかった（機械の故障）。(3)水量を誤認したオペレータがＥＣＣＳを早期に停止した（人為ミス）。(4)格納容器が完全に隔離されておらず、高放射性の水が外部に漏れた（設計ミス）。(5)水位計の誤った表示をもとにＥＣＣＳを断続的に作動させた（人為ミス）。(6)１次冷却水ポンプを不用意に停止した（人為ミス）。
対処 空気弁が閉じるという異常が発生した際、自動的に主給水ポンプ、タービンが停止。各種アラームがなり、オペレータに知らせた。原子炉も緊急停止した。しかし、開いているはずの補助給水系出口弁が閉じていたので、さらに問題が生じた。逃がし弁の開固着によって冷却水が減少し１次系の圧力が低下した。そして設計通りＥＣＣＳ（緊急炉心冷却装置）の高圧注入系が起動し、３台のポンプで原子炉に冷水を注入し始める。その時、オペレータは、水位計の針が振り切れてしまうのを見て、水がいっぱいになったと判断し、事故を防ぐためにコンピュータが自動的に起動したＥＣＣＳを、手動で停止してしまう。 結果的にはこれがさらに大きな事故へと導いたが、パニック状態のオペレータは、これが正しい対処だと信じて行った行動である。
対策 一般緊急事態宣言が出され、10万人を越す周辺住民が避難した。
知識化 原子力発電所のような複雑なシステムは、ひとたび定常状態を逸脱すると、ある部分の故障が他に波及してカオス的な振舞いを示すことがあるため、常に全体を監視する視座を確保しなければならない。緊急事態に直面して冷静さを失うと、多くのデータを総合して全体を見るゆとりが失われがちである。
背景 *当直についていた4人のオペレータは物理学的な専門の知識には欠けており,安全面での教育も十分に受けていなかった。
* 原発は一度停止すると再立ち上げに時間がかかり,莫大な経済損失になるため,少々のトラブルが発生しても原子炉を停止しないよう訓練されていた。
*ここで使用されていたB&W社製の原子炉は,パイプの途中に逆U字型の部分があり,ここに気体がたまって水の通り道を防ぎ,自然循環が起きにくい構造になっており,エンジニアもその点には十分知識がなかった。
後日談 事故10年後に原子炉を解体したところ、炉心部の破損は予想以上に進んでいたことが判明。事故開始2時間18分後に加圧器逃がし弁を閉じ、3時間ほど経ってから冷却水ポンプやＥＣＣＳを断続的に動かした結果、燃料棒がたびたび冷たい水につかったため、加熱と急冷を繰り返すことによる熱的破壊が進んだためである。原子炉の中心部は原型を留めないほどドロドロになって崩れ落ち、20トンもの溶融物が原子炉容器の底に落下した。炭素鋼でできた容器が持ちこたえたのは、奇跡ではないにしても稀な幸運と呼んでしかるべきものである。もし、原子炉容器の底が抜けていれば、チェルノブイリ原発事故に匹敵する大惨事になっていたことは確実である。
よもやま話 約20年後に日本からアメリカ原発調査団が92才のウイリアム・ウイトック氏宅をたずね、話を聴いた。事故の3日後に妊婦と子供5千人程に避難命令が出たが、実際には107人避難し、1週間程で帰ってきたという。その後、川べりの放射能を測定すると通常の10倍以上高い0．5μSV／hであった。その近辺のゴールズボロー村にはTMI原発のビジターズセンターがあり、原子炉容器内の溶融した核燃料の回収作業のビデオを見ることができる。
当事者ヒアリング 事故調査委員会での査問で当の作業員は、「神に誓って、自分はバルブを閉めた」と言っていた。
データベース登録の
動機		 この事故以前は、原発は安全であると唱えられており、異常事態の対策がいくつも設計されていた。ところが些細な異常が発生し、小さな故障、人為ミス、状況判断ミス、設計ミスなどが重なり、大きな事故となった。人為ミスといわれるものも、その時点では作業員が正しい対策であると判断して行ったものもあり、表面上だけでは真の原因が追求し難い奥の深い問題であるため。
シナリオ
主シナリオ 定常動作、誤動作、非定常操作、緊急操作、停止、緊急停止、不注意、注意・用心不足、計画・設計、計画不良、不良現象、熱流体現象、流体、弁、不良現象、熱流体現象、熱、発熱、停止
情報源 http://www3.justnet.ne.jp/~yoshida-phil-sci/L5_02.htm
http://www02.u-page.so-net.ne.jp/sa2/akrose12/kakunennjyouhou-gennkou/71-amerikagennpatusisatuhoukoku.html
http://www.ceet.niu.edu/faculty/vanmeer/tmi.htm
http://www.libraries.psu.edu/crsweb/tmi/accidnt.htm
死者数 0
負傷者数 0
物的被害 スリーマイル島（ＴＭＩ）原子力発電所の２号炉の炉心が溶融。その付近の建物も汚染された。
被害金額 不明
全経済損失 不明
社会への影響 1974年に提出されたラスムッセンらによる原子力発電の安全性評価レポート（いわゆるラスムッセン報告）では、フォールトツリー分析の手法によって原発で重大事故が起きる確率を計算し、およそ10億年に１回と結論している。それまでの原発の「安全神話」が覆され、人々に原発の危険性を教えた。事故があった炉の底部にたまったうちの残りの1％は、操作する労働者の被曝の危険があり、そのままになっているため、住民の不安はまだ続いている。この事件以来、アメリカ国民の原子力発電所に対する認識が大きく変わったといえる。
備考 死者、負傷者を０としているが、これは放射能漏れによる人的被害はごく軽微とされているためで、はっきりと確認されていない。戸別訪問による健康被害調査では、ガン、甲状腺異常、ダウン症、多発性硬化症、アレルギー、免疫異常、新生児死亡率などが増加していることがわかったが、州政府の調査方法では、数が薄まって被害になっていないとも言われている。
WLP関連教材
・化学プラントの安全－管理/ヒューマンファクター
分野 機械
データ作成者 タカミハマダニ (SYDROSE LP)
中尾政之 (東京大学工学部附属総合試験所総合研究プロジェクト・連携工学プロジェクト)
シナリオ 失敗百選 (PDF)