SL-1

SL-1
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SL-1 원자로 용융
US AEC SL-1.JPG
1961년 11월 29일:원자로 건물에서 제거되는 원자로 용기는 현대 원자력 시설에서 사용되는 격납 건물과 실질적으로 같은 역할을 한다.60톤급 매니토웍 모델 3900 크레인은 작업자를 보호하기 위해 5.25인치(13.3cm) 강철 차폐와 9인치(23cm) 두께의 납 유리창을 가지고 있었다.
날짜.1961년 1월 3일
위치국립 원자로 시험장
미국 아이다호 폴스
좌표43°31006nN 112°49′25″w/43.5182°N 112.8237°W/ 43.5182; -112.8237좌표: 43°31006nN 112°49 †25 †W / 43.5182°N 112.8237°W / 43.5182; -112.8237
결과INES 레벨 4(국지적 결과에 의한 사고)
사망.3
SL-1 is located in the United States
SL-1
SL-1
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미국 내 소재지
SL-1 is located in Idaho
SL-1
SL-1
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아이다호주 소재지

SL-1 또는 Argonne Low Power Reactor (ALPR)라고도 알려진 고정식 저출력 원자로 1호기는 미국 서부 아이다호 폴스 서쪽의 국립 원자로 시험소(NRTS)에 있던 미국 육군 실험용 원자로였다.그것은 1961년 1월 3일 밤 용융과 증기 폭발을 경험했고, 세 명의 젊은 군사 운영자들이 모두 죽었고, 그들 중 한 명은 원자로 용기 [1][2][3][4]플러그로 시설의 천장에 고정시켰다.

직접적인 원인은 원자로 노심의 중성자를 흡수하는 역할을 하는 중앙 제어봉의 과다 인출이었다.이 사건은 미국 역사상 즉각적인 [5]사망자를 낸 유일한 원자로 사고이다.이 사고로 80퀴리(3.0TBq)의 요오드-131이 방출되었는데, 요오드-131은 [6]아이다호 동쪽의 외딴 고지대 사막에 위치해 있어 중요한 것으로 여겨지지 않았다.약 1,100 퀴리(41TBq)의 핵분열 생성물이 [7]대기 중으로 방출되었다.

아이다호 폭포에서 서쪽으로 약 40마일(65km) 떨어진 곳에 위치한 SL-1 수용 시설은 육군 원자력 발전 프로그램의 일부였다.이 원자로는 북극권 근처의 레이더 사이트와 DEW [8]라인에 있는 시설과 같은 작고 외진 군사 시설에 전력과 열을 제공하기 위한 것이었다.설계 전력은 3 MW(열)[9]였지만, 사고 전 몇 달 동안 일부 4.7 MW 테스트가 수행되었습니다.작동 전력은 전기 200kW,[9] 난방용 열량은 400kW였습니다.사고 당시 노심 출력은 불과 4밀리초 만에 20GW에 육박해 증기폭발을 [10][11][12][13]촉발했다.

설계 및 운용

1954년부터 1955년까지 미 육군은 북극의 외딴 지역에서 작동할 수 있는 원자로 발전소의 필요성을 평가했다.이 원자로는 육군 레이더 스테이션에 전기와 공간 난방을 제공하는 디젤 발전기와 보일러를 대체하기 위한 것이었다.Army Reactors Branch는 프로젝트의 가이드라인을 형성하고 Argonne National Laboratory(ANL)와 계약하여 Argonne Low Power Reactor(ALPR;[14] 저출력 원자로)라고 불리는 시제품 원자로 시설을 설계, 건설 및 테스트했다.보다 중요한 기준에는 다음과 같은 것이 있습니다.

  • 모든 구성 요소를 항공으로[9] 운송할 수 있습니다.
  • 모든 구성 요소는 7.5x9x20피트(2.3m×2.7m×6.1m) 크기의 패키지로 제한된다.
    중량은 20,000파운드(9,100kg)[9]
  • 표준 컴포넌트 사용
  • 최소한의 온사이트 건설[9]
  • 심플함과 신뢰성[9]
  • 북극 영구 동토층에[9] 적응 가능
  • 노심[14][9] 부하당 3년 연료 작동 수명

시제품은 1957년 7월부터 1958년 7월까지 아이다호 폴스에 있는 국립 원자로 시험소에서 제작되었다.1958년 [14]8월 11일에 임계 상태가 되어 10월 24일에 가동되어 1958년 [14]12월 2일에 정식으로 헌정되었다.3MW(열) 비등수형 원자로(BWR)는 93.20% 고농축 우라늄 [15]연료를 사용했다.경수를 냉각수(대중수) 및 감속재로 사용하여 자연순환으로 작동하였다.ANL은 BORAX 실험에서 얻은 경험을 원자로 설계에 활용했다.순환수 시스템은 우라늄-알루미늄 합금의 연료판을 흐르는 평방 인치 당 300 파운드의 속도로 작동했다.이 공장은 광범위한 테스트를 거쳐 1958년 12월 육군에 훈련과 운영 경험을 위해 인계되었으며,[16] 1959년 2월 5일부터 CEI(연소 엔지니어링 주식회사)가 주계약업체 역할을 수행하게 되었습니다.

CEI는 SL-1 원자로의 실제 운전, 군인의 일상적인 훈련, 개발 연구 프로그램을 담당했다.

청부업자는 현장에 프로젝트 매니저, 운영 감독자, 테스트 감독자 및 약 6명의 기술 직원을 파견했습니다.최근 몇 달 동안 프로젝트 매니저는 약 절반의 시간을 코네티컷에 있는 청부업자의 사무실에서 보냈습니다.그가 없는 동안 운영 감독관 또는 테스트 감독관이 프로젝트 매니저로 할당되었습니다.

...CEI는 이사회에 앞서 증언한 바와 같이 비일상적인 작업이 수행될 때 어떤 교대조에도 감독을 제공할 것이라고 이해되었다.

... AEC의 아이다호 사무소와 육군 원자로 사무소는 일상적인 작업만 수반될 때 야간 감독관을 추가하는 것은, 군인들과만 발전소 운전 경험을 쌓기 위한 기존 협정 하에서 원자로를 운영하는 목적의 일부를 파괴할 것이라고 분명히 믿었다.

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육군 원자로 훈련 프로그램 훈련생 중에는 주요 발전소 운영자였던 간부로 불리는 육군 대원들이 포함되어 있었다.많은 해양 민간인들 또한 소수의 공군 및 해군 [16]직원들과 함께 훈련을 받았다.발전소 운영은 일반적으로 간부가 2인 승무원으로 수행했지만, 원자로 개발은 CEI 직원이 직접 감독해야 했다.CEI는 1960년 하반기에 PL-1 [18]콘덴서 테스트를 위해 원자로를 4.7MW로thermal 가동하기로 결정했다.노심 노화와 붕소 중성자 독극물 스트립의 부식 및 박리가 진행됨에 따라 CEI는 노심 내 붕소의 약 18%가 손실된 것으로 계산했다.이로 인해 1960년 11월 11일 "원자로 정지 [19]여유도를 높이기 위해" 여러 티 슬롯 위치에 카드뮴 시트(또한 독극물)가 추가되었다.

사고 전 ALPR.대형 원통형 건물에는 바닥에는 자갈에 매설된 원자로가, 중앙에는 주 운전 구역이나 운전 바닥이, 상부에는 응축기 팬실이 있다.그 주변에는 각종 지원 건물과 관리 건물이 있다.

발전소 기기의 대부분은 48피트(15m)[9] 높이의 직경 38.5피트(11.7m)의 원통형 강철 원자로 건물에 위치했다.ARA-602로 알려진 원자로 건물은 판금강으로 만들어졌으며, 그 대부분은 1/4인치(6mm) 두께였다.ARA-603 서포트 시설 빌딩의 폐쇄된 외부 계단을 통해 일반 문을 통해 건물에 접근할 수 있었다.외부 계단이 지상으로 [9]올라가는 비상구 문도 포함되었습니다.원자로 건물은 인구 밀집 지역에 위치한 원자로에 사용되는 압력식 격납 쉘이 아니었다.그럼에도 불구하고, 건물은 폭발로 인해 방출된 대부분의 방사성 입자를 포함할 수 있었다.

원자로 노심 구조는 59개의 연료 집합체, 1개의 시동 중성자 선원 집합체 및 9개의 제어봉을 수용하기 위해 건설되었다.그러나 사용된 노심은 40개의 연료 원소를 가지고 있었으며 5개의 십자형 [9]막대기로 제어되었다.5개의 활성봉은 단면이 플러스 기호(+) 모양이었다. 하나는 중앙(로드 번호 9), 4개는 활성코어 주변(로드 1, 3, 5, 7)[9]에 있다.제어봉은 두께 60밀리(1.5mm)의 카드뮴으로 만들어졌으며 80밀리(2.0mm)의 알루미늄으로 덮여 있었습니다.전체 길이는 14인치(36cm)였고 유효 길이는 32인치(81cm)[9]였습니다.40개의 연료 어셈블리는 각각 [9]9개의 연료 플레이트로 구성되었다.판의 두께는 1억 2천만 밀리(3.0 mm)로, X-8001 알루미늄 [9]피복재 35밀리(0.89 mm)로 덮인 우라늄-알루미늄 합금 "고기" 50밀리(1.3 mm)로 구성되었다.그 고기는 길이가 25.8인치(66cm), 폭이 3.5인치(8.9cm)였다.연료판 사이의 수분 간격은 310밀리초(7.9mm)[9]였습니다.컨트롤 로드 쉬라우드 내부의 수로는 0.5인치(13mm)였습니다.40개 조립 코어의 초기 하중은 93.2% 우라늄-235로 고농축되었고 31파운드(14kg)의 U-235가 [9]함유되었다.

더 작은 연료 적재 요소를 의도적으로 선택했기 때문에 59개의 연료 조립체를 사용했을 때보다 센터 근처가 더 활성화되었습니다.4개의 외부 제어봉은 테스트 결과 [9][17]필요하지 않은 것으로 판명된 후 작은 코어에 사용되지도 않았다.동작하는 SL-1 코어에서 로드 2, 4, 6, 8은 더미 로드이며 카드뮴 심을 새로 장착했거나 테스트 센서로 채워져 있으며 대문자 [18]T처럼 되어 있다.코어의 크기를 최소화하려는 노력은 로드 9에 비정상적으로 큰 반응성을 부여했습니다.

사고와 대응

1961년 1월 3일 화요일, SL-1은 휴일 동안 11일간 정지된 후 재가동 준비를 하고 있었다.유지 관리 절차에서는 로드 9를 구동 메커니즘에 다시 연결하려면 수동으로 몇 인치 빼야 했습니다.MST 오후 9시 1분에 이 막대가 갑자기 너무 멀리 빠져 SL-1이 즉시 긴급 프롬프트가 표시되게 되었습니다.4밀리초 만에, 그 결과로 발생한 엄청난 출력 변화로 인해 핵 내부의 연료가 녹고 폭발적으로 기화하게 되었습니다.팽창하는 연료는 물을 위로 뿜어올리는 극단적인 압력파를 만들어내 최고 압력인 평방인치당 10,000파운드(69,000kPa)의 원자로 용기 상부를 강타했다.물의 슬러그는 평균 압력 약 500파운드/평방인치(3,400kPa)[15]로 초당 160피트(49m/s)로 추진되었다.이 극한의 워터 해머는 전체 원자로 용기를 초당 27피트(8.2m/s)로 끌어올렸고, 실드 플러그는 초당 85피트(26m/s)[15]로 배출되었다.원자로 용기 상부에 6개의 구멍이 뚫린 상태에서 고압수와 증기가 손상된 노심의 방사성 파편을 방 전체에 뿌렸다.이후 조사 결과 26,000파운드(12,000kg)의 선박이 9피트 1인치(2.77m)의 속도로 뛰어올라 일부가 원자로 건물 천장에 부딪힌 뒤 다시 [11][20][15]제자리로 돌아와 단열재와 자갈을 작동 [15]바닥에 퇴적시킨 것으로 밝혀졌다.오버헤드 크레인에 부딪히는 선박의 #5 씰 하우징이 없었다면 압력 용기는 약 3m([15]10피트) 상승할 수 있을 만큼 상승 탄력이 충분했습니다.소풍, 증기 폭발, 선박 이동에 2초에서 [15]4초가 걸렸다.

물과 증기의 물보라가 두 명의 작업자를 바닥에 떨어뜨려 한 명이 숨지고 다른 한 명이 크게 다쳤다.원자로 용기 상부의 7번 차폐 플러그는 세 번째 남자를 사타구니를 관통하고 어깨에서 빠져나와 [11]천장에 고정시켰다.피해자는 리처드 리로이 맥킨리(27)와 존 A.번스(22세)와 해군 시비 건설 전기 기사 일등석(CE1) 리처드 C.레그(26세).[21][22][23]작가 토드 터커에 의해 나중에 Byrnes(원자로 운영자)가 막대를 들어 올려 소동을 일으켰고, Legg(교대 감독자)는 원자로 용기 위에 서서 구멍을 뚫고 천장에 고정되었고, McKinley(연수생)는 근처에 서 있었다는 것이 밝혀졌다.맥킨리만 구조대에 [11]의해 의식을 잃고 깊은 충격에 빠진 채 살아 있는 채 발견됐다.이는 SL-1 조사위원회의[24] 분석과 부검 결과, 번스와 레그는 즉사했고 맥킨리는 두피에서 확산성 출혈의 징후를 보여 그가 [25]상처로 쓰러지기 약 2시간 전에 살아남았다는 것과 일치했다.세 남자 모두 신체적 [11][25]외상으로 쓰러졌다.

원자로 원리 및 이벤트

초기 언론 보도에 따르면 폭발은 화학반응에 의한 것일 수 있지만, 그것은 곧 배제되었다.원자로가 정상적으로 가동되고 있는 것과 달리 원자로의 출력 이탈을 나타내는 빠른 중성자 활성화가 실내의 여러 물질에서 발생했다.

SL-1과 같은 열중성자 원자로에서 중성자는 핵분열 과정을 제어하고 U-235 연료로 핵분열 가능성을 높이기 위해 감속(슬로우다운)된다.충분한 감속재가 없으면 SL-1과 같은 노심은 핵 연쇄 반응을 지속할 수 없다.감속재가 코어에서 제거되면 연쇄 반응이 감소합니다.물은 감속재로 사용될 때 액체를 유지하기 위해 고압으로 유지된다.핵연료 주변의 수증기 형성은 연쇄반응을 억제한다.

또 다른 제어는 노심의 연쇄 반응에 대한 지연 중성자의 영향이다.대부분의 중성자(즉시 중성자)는 U-235의 핵분열에 의해 거의 즉각적으로 생성된다.그러나 정상 상태에서 가동하는 U-235 연료 원자로의 경우 약 0.7%인 몇 개는 특정 핵분열 생성물의 비교적 느린 방사성 붕괴를 통해 생성된다.(이러한 핵분열 생성물은 우라늄-235 연료에 가까운 연료판 안에 갇혀 있습니다.중성자 일부의 생산이 지연됨에 따라 인간과 기계가 수용할 [26]수 있는 시간 척도로 원자로 출력 변화를 제어할 수 있다.

방출된 제어 조립체 또는 독극물의 경우 원자로가 순간 중성자에만 임계값이 될 수 있다(즉, 순간 임계).원자로가 긴급한 경우 출력을 2배로 하는 시간은 약 10마이크로초입니다.온도가 출력 수준을 따르는데 필요한 시간은 원자로 노심의 설계에 따라 달라진다.일반적으로 기존 LWR에서는 냉각수 온도가 출력보다 3~5초 정도 늦습니다.SL-1 설계에서는 증기 형성이 [15]시작되기 약 6밀리초 전이었습니다.

SL-1은 완전히 [27]제거될 경우 매우 큰 과잉 반응성을 생성할 수 있는 주 중앙 제어 막대로 구성되었습니다.추가 로드 가치는 부분적으로는 59개의 연료 집합체 중 40개만 핵연료를 적재하기로 결정했기 때문에 시제품 원자로 노심이 중앙에서 더 활성화되었다.정상 작동 시 제어봉은 지속적인 핵반응과 발전을 위한 충분한 반응성을 생성할 수 있을 정도로만 인출된다.그러나 이 사고에서는 추가 반응성이 4밀리초 이내에 원자로 프롬프트를 [28]임계로 만들기에 충분했다.연료에서 나오는 열이 알루미늄 피복에 침투하여 음의 감속재 온도와 보이드 피드백을 [15][28]통해 노심 모든 부분의 동력 증가를 완전히 멈추기에 충분한 물을 끓이기에는 너무 빨랐다.

사고 후 분석에 따르면 최종 제어 방법(즉, 즉각적인 임계 상태의 소멸과 지속적인 핵 연쇄 반응의 종료)은 파괴적인 노심 분해에 의해 발생하였다. 즉, 파괴적인 용융, 기화 및 이에 따른 가장 큰 원자로 노심 부분의 전통적인 폭발적 팽창이다.열의 양이 가장 빠르게 생성되고 있었습니다.이러한 노심 가열 및 기화 과정은 약 7.5밀리초 만에 일어난 것으로 추정되었으며, 그 후 반응을 정지시킬 수 있는 충분한 증기가 형성되어 수 밀리초 동안 증기의 정지를 물리쳤다.핵심 통계는 노심이 폭발한 이유를 명확히 한다: 3 MW의 출력을 위해 설계된 원자로는 안전 운전 [13]한계치보다 6,000배 높은 전력 밀도인 약 20 GW의 피크에서 순간적으로 작동했다.이 임계 사고는 4.4 × 1018 fraction,[13] 즉 약 133 메가줄(TNT 32kg) 에너지를 [28]생성한 것으로 추정된다.

전력 절약 후 이벤트

인근 20번 고속도로 방사능 오염 확인

원자로 위의 열 감지기는 사고 시각인 오후 9시 1분(MST)에 NRTS 보안 시설에서 경보를 울렸다.같은 날 오전과 오후에 허위 경보가 발생했었다.6명의 소방관(켄 디어든 애스트 서장, 멜 헤스 중위, 밥 아처, 칼 존슨, 에곤 램프레흐트, 제럴드 스튜어트, 그리고 번 콘론)으로 구성된 대응팀은 9분 후에 도착했고, 또 다른 허위 [29]경보를 예상했습니다.처음에는 건물에서 약간의 증기만 올라왔을 뿐, 추운 6°F(-14°C) 밤에는 정상이었습니다.소방관들은 SL-1 시설 안에서 아무도 맞이할 수 없어 경비원을 시켜 문을 열게 했다.그들은 스캇 에어팩을 착용하고 조사를 위해 지원 시설 빌딩에 도착했다.

그 건물은 평범해 보였지만 비어 있었다.휴게실에는 따뜻한 커피 머그잔이 세 개 있었고 근처에 [11]재킷 세 개가 걸려 있었다.그들은 원자로 제어실에 들어갔고 방사능 경고등이 켜지는 것을 알아차렸다.그들의 휴대용 방사선 탐지기는 SL-1의 원자로 가동 층까지 계단을 올라갈 때 최대 범위 이상으로 급격히 뛰어올랐다.이로 인해 두 번째 방사선 [11]검출기가 철수했다.두 번째 방사선 검출기도 다시 [27]상승하면서 시간당 200röntgens(R/hr) 척도로 한계에 도달했다.그들은 [29]철수하기 전에 원자로실을 들여다보았다.

오후 9시 17분, 보건 물리학자가 도착했다. 그와 모시버거 부국장은 공기 탱크와 마스크를 착용하고 잠재적 오염 물질을 밀어내기 위해 마스크에 양압을 가한 채 원자로 건물 [11]계단으로 접근했다.그들의 탐지기는 계단을 오르기 시작할 때 시간당 25 뢴트겐(R/hr)을 측정했고,[30] 그들은 철수했다.더 높은 규모의 이온실 탐지기를 발견한 두 사람은 계단 꼭대기에 올라가 실종된 [31]세 명의 남자를 찾기 위해 원자로실 내부를 살폈다.Jordan Radector AG-500미터는 [31][20]상승 중에 500R/hr로 고정되었습니다.그들은 바위와 강철 펀칭, 비틀린 금속, 그리고 파편이 흩어져 있는 어둡고 습하고 습한 작동 바닥을 보았다.

들것 장치.크레인이 원자로 용기 바로 위에 있는 천장에 고정된 남자(레그)의 시신을 수거하기 위해 SL-1 원자로 건물에 시추 장치를 삽입하기 전에 더그웨이 실험장의 특수 화학 방사선 유닛에서 온 지원자들이 연습했다.

인근 아이다호 폭포에서 온 SL-1 보건 물리학자 에드 발라리오와 SL-1 운영 감독관 폴 덕워스가 SL-1에 오후 10시 30분경에 도착했다.두 사람은 에어팩을 착용하고 재빨리 행정동, 지지동, 원자로 층계참으로 들어갔다.발라리오가 계단을 반쯤 올라오는 동안 맥킨리의 신음소리를 들었다.그와 바닥에서 죽은 것으로 보이는 두 번째 교환원을 발견한 두 사람은 검문소로 돌아가 피를 흘리는 맥킨리를 [31]위해 도움을 구하기로 결정했다.

이 두 명과 함께 에어팩을 착용하고 원자로 바닥으로 돌아갔다.에어팩의 마스크가 뿌옇게 흐려 시야를 제한하고 있었다.맥킨리는 약간 움직였지만, 그의 몸은 부분적으로 금속 파편으로 덮여있었고, 구조대원들은 그를 들것으로 옮기기 위해 재빨리 그것을 제거해야 했다.Valario는 실종된 선원을 찾기 위해 잔해를 옮겼다.또 다른 남자가 번스의 맥박을 확인하고 그가 죽었다고 [32]발표했다.번스의 시신은 부분적으로 강철 알갱이와 [32]피로 덮여 있었다.

세 명의 남자가 바깥 계단을 통해 맥킨리를 제거하려고 시도했고 한 명은 [32]트럭으로 그들을 만나기 위해 밖으로 내보냈다.하지만 맥킨리를 수술실을 가로질러 출구로 옮긴 후, 그들은 비상구 문을 막고 있는 장비를 발견했다.이로 인해 구조대원들은 진로를 바꿔 중앙 [32]계단을 이용해야 했다.

맥킨리의 이동 중에 두 남자가 스콧 에어팩을 동결시키고 작동을 멈췄다.덕워스는 고장으로 대피했고, 발라리오는 마스크를 벗고 오염된 공기를 마셔 맥킨리의 [33][31]대피를 완료했다.구조에는 약 3분이 [32]걸렸다.

맥킨리의 대피는 곧 심각한 방사능 문제로 변했다.맥킨리는 처음에 패널트럭에 실려갔다가 [34][31]구급차 뒷좌석에 실려갔다.당직 간호사 헬렌 리센은 구급차 뒷좌석에서 환자를 돌보며 최소한 가냘픈 숨소리를 들었고 아마도 그의 마지막일 것이다.하지만 차량이 20번 고속도로로 가기 전에 AEC 의사는 간호사를 대피시켰고 구급차에 들어갔을 때 맥박이 잡히지 않았다.그는 그 남자가 오후 11시 14분에 사망했다고 발표했다.오염된 구급차는 맥킨리의 시신과 함께 사막으로 쫓겨나 몇 [31]시간 동안 버려졌다.

오후 10시 38분에 네 명의 남자가 원자로 건물에 들어가 세 번째 [34]남자를 발견했다.레그는 차폐 플러그에 의해 원자로 위 천장에 고정되어 쉽게 알아볼 [11]수 없었기 때문에 마지막으로 발견되었다.

그날 밤 광범위한 오염 제거가 실시되었다.최초 대응자 중 약 30명은 샤워를 하고 과망간산칼륨으로 손을 문지른 [34][31]후 옷을 갈아입었다.구급차 안에 있던 시신은 나중에 분해되어 구급차로 돌아왔고, 구급차는 보관과 [34]부검을 위해 인근 시설로 옮겨졌다.

1월 4일 밤, 6명의 자원봉사자들이 2인 1조로 SL-1 수술실에서 번스의 시신을 수습하기 위해 일했다.그것은 구급차로 [34]같은 시설로 옮겨졌다.

4일간의 계획 끝에, 가장 오염된 세 번째 시신이 회수되었다.원자로실 개조는 [30]크레인에 부착된 납 차폐함 안에서 용접공에 의해 수행되어야 했다.1월 9일, 한 번에 두 명씩 번갈아 가면서, 각각 65초 이하의 노출을 허용한 10명의 팀이 레그의 몸을 긴 막대 끝에 날카로운 갈고리를 사용하여 7번 방패 플러그에서 빼내어 건물 [11][20][30]밖에 있는 크레인에 부착된 5x20피트(1.5x6.1m)의 들것에 떨어뜨렸다.

맥킨리의 담배 라이터 나사에서 나온 방사성 구리 Cu와 번스의 놋쇠 시계 버클은 모두 원자로가 즉시 [34]임계 상태가 되었음을 증명했다.이는 레그의 결혼반지에서 나온 금 Au를 포함한 여러 가지 다른 판독치에서 확인되었습니다.원자로 내부의 원전 사고 선량계와 피해자의 옷에서 나온 우라늄 입자도 소동의 증거를 제공했다.이 남성들의 소지품에서 중성자 활성 원소가 발견되기 전에 과학자들은 원자로가 본질적으로 안전하다고 믿고 핵이탈이 일어났는지 의심해 왔다.주요 핵분열 생성물인 스트론튬-91도 우라늄 [34]입자와 함께 발견됐다.이러한 연구 결과는 화학 폭발이 [20]사고를 일으켰다는 초기 추측을 배제했다.

일부 출처와 목격자의 진술은 각 [11]희생자의 이름과 위치를 혼동합니다.아이다호 폭포:미국의 첫번째 핵 accident,[31일]의 엄청난 이야기는 작가는 구조대가 남자 아직 살아 있다는 것을 발견했다, 레그의 몸길이는 원자로 차폐 바로 옆이었고 밤 사고 후 회복을 발견했다 믿음을 가지고는 맥킨리는 제어봉에 의해 천장은 직접적으로 r. 위에 찔려번스를 확인했다 여부를 나타내는eact또는, 피해자들의 심각한 폭발로 인한 오식별은 Clarence Lushbaugh가 실시한 부검에서 수정되었지만,[31][35] 이것은 한동안 혼란을 야기했다.

맥킨리를 태우고 카네기 히어로 기금으로부터 카네기 히어로 상을 받은 7명의 구조자들은: 폴 덕워스, SL-1 운영 감독관, 시드니 코헨, SL-1 테스트 감독관, 윌리엄 라우쉬, SL-1 보조 운영 감독관, 에드 발라리오, SL-1 윌리엄 건강 물리학자였다.건강물리학자인 일리스터, 그리고 델로스 E.리처드, 건강물리학 [36]기술자요

원인

필요한 유지관리 절차 중 하나는 로드 9를 분리한 자동 제어 메커니즘에 장착하기 위해 로드 9를 약 10cm(4인치) 수동으로 빼내야 했습니다.사고 후 계산과 로드 9의 긁힌 자국 조사에서는 실제로 20인치(51cm) 정도 빠져나와 원자로가 즉시 임계 상태가 되어 증기 폭발을 일으킨 것으로 추정됩니다.로드의 철수에 대해 제안된 가장 일반적인 이론은 (1) 운영자 중 한 명에 의한 파괴 또는 자살, (2) 다른 운영자 중 한 명의 아내와의 불륜, (3) 주제어봉의 무심코 인출, 또는 (4) 로드의 "연습"을 의도하는 것이다.칼집).[37][38][11][31]유지보수 로그에는 정비사가 하려던 작업이 기재되어 있지 않기 때문에 사고의 실제 원인은 결코 알 수 없습니다.그러나 [39]자살은 아닌 것으로 보인다.

한 명 또는 두 명의 남성이 로드 9를 20인치 후퇴시킬 수 있는지 여부를 판단하기 위해 동일한 무게의 모의 제어봉을 사용하여 사고 후 실험을 수행했다.실험에는 48파운드(22kg)[9]의 중앙 막대가 고착되어 한 남성이 직접 분리했을 가능성에 대한 시뮬레이션이 포함되었으며, 이는 조사자들이 최선의 설명으로 여겼던 시나리오를 재현한 것이다.번스는 제어봉을 부러뜨렸다가 실수로 빼냈고, 세 남자 [11]모두 죽었습니다.로드 9호가 수동으로 빠르게 철수했다는 이론을 시험했을 때, 세 명의 남자가 시간 측정 실험에 참여했고 그들의 노력은 일어난 [34]핵 탐사의 에너지와 비교되었다.

예비 SL-1 제어봉 액추에이터 어셈블리는 여러 피험자에 대해 수동봉 인출 속도를 측정하는 목업을 위해 사용되었습니다.SL-1의 장비는 SL-1 이동 조립체의 총 이동 하중인 84 lb.의 무게를 주도록 시뮬레이션한 제어봉을 제외하고 SL-1과 동일하다. [...] 시험은 전기 타이머로 측정되는 경과 시간을 피험자에게 가능한 한 빨리 들어 올리도록 지시하여 수행하였다.미리 정해진 철수 거리까지 로드 모션의 진닝.최대 30인치까지의 거리가 측정되었습니다.

[...]

위의 추론은 5.3밀리초의 짧은 기간을 생성하는 데 필요한 막대 인출 속도가 인간의 [34]능력 한계 이내였음을 나타냅니다.

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SL-1에서는 제어봉이 제어봉 채널에 산발적으로 고착됩니다.제어봉이 제대로 작동하는지 확인하기 위해 수많은 절차가 수행되었다.각 로드의 로드 드롭 테스트와 스크램 테스트가 있었으며, 또한 정기적인 로드 연습과 정상 작동을 위한 로드 인출도 실시되었습니다.1959년 2월부터 1960년 11월 18일까지 스크램블 및 로드 드롭 테스트용 제어봉 고착 사례가 40건 있었고 고장률은 약 2.5%였습니다.1960년 11월 18일부터 12월 23일까지 고착봉이 극적으로 증가하여 그 기간 동안 23개, 고장률이 13.0%였습니다.이러한 테스트 실패 외에도 1959년 2월부터 1960년 12월까지 21건의 로드 고착 사고가 추가로 발생했습니다. 이 중 4건은 작동 마지막 달에 일상적인 로드 인출 중에 발생했습니다.로드9은 다른 어떤 로드보다 더 자주 작동했음에도 불구하고 최고의 작동 성능 기록을 가지고 있었다.

로드 고착은 정렬 불량, 부식 제품 축적, 베어링 마모, 클러치 마모 및 구동 메커니즘 씰 마모로 인해 발생합니다.테스트 중에 로드 고착을 일으킨 고장 모드(예: 베어링 및 클러치 마모)의 대부분은 컨트롤 로드 구동 메커니즘에 의해 수행되는 이동에만 적용됩니다.9번 로드는 중앙에 위치하기 때문에 고착되기 쉬운 1, 3, 5, 7번보다 얼라인먼트가 양호했을 수 있습니다.사고 후 로그북과 이전 발전소 운영자들은 Byrnes가 수행하던 재조립 작업 중에 막힘이 있었는지 여부를 판단하기 위해 상담을 받았다.한 사람은 약 300회, 또 다른 사람은 250회 이 작업을 수행했지만,[34] 이 절차에서 수동으로 들어 올릴 때 제어봉이 느껴지지 않았습니다.게다가 수동 재접속 중에 막힌 막대를 보고한 사람은 없었습니다.

1961년 6월 의회 청문회에서 SL-1 프로젝트 매니저 W. B. Allred는 SL-1 발전소의 24시간 가동에 대한 CEI의 감독 부재는 원자력위원회(AEC)가 "예산상의 이유"[18]를 이유로 이 아이디어를 거부했기 때문이라고 인정했다.앨러드는 또한 1960년 11월 16일부터 12월 23일 최종 폐쇄 사이에 고착된 증가된 로드에 대해 조사를 받았다.올레드 장관은 인상폭에 대해 "심각한 인상폭을 완전히 인지하지 못했다"며 "이렇게 급격한 인상폭을 [18]인지하지 못했다"고 말했다.Allred는 문제가 해결되지 않은 것을 자신에게 알려준 책임자가 누구냐고 묻자 SL-1 운영 감독관인 Paul Duckworth가 이를 자신에게 보고했어야 했지만 보고하지 않았다고 말했다.다그치자 Allred는 제어봉이 고착되는 것을 알았다면 "좀 더 자세한 [18]조사를 위해 공장을 폐쇄했을 것"이라고 말했다.

기계적이고 물질적인 증거와 핵과 화학적인 증거들이 결합되어 그들은 중앙 제어봉이 매우 빠르게 빠져나갔다고 믿게 되었다.과학자들은 [SL-1의 전 운영자]에게 "중앙 제어봉을 제거하면 원자로가 위험해질 것을 알고 있었는가?"라고 질문했다.답변: "물론입니다!우리는 레이더 기지 안에 있고 러시아인들이 오면 어떻게 할 것인가에 대해 자주 이야기했다.끌어낼 거야."

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결과들

이 사고로 인해 SL-1의 설계는 포기되고 향후 원자로는 단일 제어봉 제거가 매우 큰 과잉반응성을 발생시키지 않도록 설계되었다.오늘날 이는 "원 스틱 로드" 기준으로 알려져 있으며, 가장 반응성이 높은 로드가 완전히 인출된 위치에 고착된 경우에도 완전한 셧다운 기능이 필요합니다.원자로 운영에 필요한 문서와 절차가 대폭 확대되었고, 이전에 두 페이지가 소요되었던 절차가 수백 개로 확대됨에 따라 훨씬 더 공식화되었다.방사선 측정기는 비상 대응 활동을 위해 더 높은 범위를 허용하도록 변경되었다.

SL-1의 중심핵의 일부가 잠시 증발했지만, 코륨은 거의 회수되지 않았다.연료판은 심각한 파괴의 징후를 보였지만, "유리를 입힌 녹은 물질의 상당량은 회수되거나 관찰되지 않았다."또한 "용융 물질이 플레이트 사이에서 흘러나왔다는 증거는 없다."소량의 용융물질은 노심의 급격한 냉각이 원인인 것으로 생각된다.어떤 코륨도 원자로 용기 바닥에 도달하거나 관통할 수 있을 만큼 충분한 열이 발생하지 않았다.

대부분의 방사능을 포함하고 있는 SL-1 원자로 건물에도 불구하고, 발전소 건물의 요오드-131 수치는 며칠간의 모니터링 동안 풍향 하류에서 50배의 배경 수준에 도달했다.예를 들어, 지원 시설 건물의 방사선 조사에서는 홀에서는 높은 오염이 나타났지만 사무실에서는 가벼운 오염이 나타났다.사고 전 방사선 피폭 한계는 생명을 구하기 위한 100 뢴트겐과 귀중한 재산을 구하기 위한 25 뢴트겐이었다.사고 대응 과정에서 22명이 3 - 27 뢴트겐 전신 [40]피폭 선량을 받았다.방사성 폐기물을 제거하고 시신 3구를 유기한 결과 790명이 방사능에 [41]노출됐다.1962년 3월, AEC는 응답 참가자 32명에게 영웅증명서를 수여했다.

육군은 절차 평가를 위해 잠시 멈춘 뒤 1963년 2월 28일 전력 가동을 시작한 이동식 저출력 원자로(ML-1)를 가동하며 원자로 사용을 계속했다.이 설계는 부식 문제로 인해 결국 폐기되었습니다.핵발전은 총비용이 낮아질 가능성이 높았지만 베트남 전쟁의 재정적 압박으로 육군은 초기비용 절감을 선호했고, 1965년 원자로 프로그램 개발을 중단했다(기존 원자로는 1977년까지 계속 가동되었다).

정리하다

제너럴 일렉트릭(GE)은 SL-1 사업장의 [15]원자로 용기 철거와 오염 건물 해체 및 정화 작업을 맡았다.그 장소는 1961년부터 1962년까지 청소되어 오염된 잔해 대부분을 제거하고 [15]묻었다.대규모 정화 작업에는 광범위한 [15]분석을 위해 원자로 용기를 인근 "핫샵"으로 이송하는 작업이 포함되었다.그 밖의 중요도가 낮은 물품은 폐기되거나 오염 제거 장소로 운반되어 다양한 종류의 세척이 이루어졌습니다.SL-1 현장 청소에는 미 육군과 원자력위원회 [15]자원봉사자를 포함해 약 475명이 참여했다.

복구 작업에는 수술실 바닥에서 방사성 파편을 치우는 작업이 포함되었습니다.원자로 용기와 그 바로 위의 팬룸을 둘러싼 매우 높은 방사선 영역이 원자로 용기의 회수를 어렵게 만들었다.원격 조작 장비, 크레인, 붐 트럭, 안전 예방 조치를 복구 팀이 개발하고 테스트해야 했습니다.방사선 조사와 사진 분석을 사용하여 건물에서 [15]먼저 제거해야 할 항목을 결정했다.남자들로 구성된 팀이 수동으로 작동하는 강력한 진공 청소기는 엄청난 양의 [15]파편을 모았다.수술실 위의 수동 천장 크레인은 무게가 최대 19,600파운드(8,900kg)에 이르는 수많은 무거운 물체를 밖으로 [15]내던져 이동시키는 데 사용되었다.최대 400 R/h의 핫스팟이 발견되어 작업 영역에서 제거되었습니다.

수술실 바닥이 비교적 깨끗하고 방사선장을 관리할 수 있는 상태에서, 수동 오버헤드 크레인이 원자로 [15]용기의 시험 인양을 위해 사용되었다.크레인에는 다이얼식 하중 표시기가 장착되어 있으며 선박은 몇 인치 들어 올려졌다.성공적인 테스트 결과 23,000파운드 (10,000 kg)로 추정되는 선박과 알려지지 않은 잔해 양이 약 26,000파운드 (12,000 kg)로 밝혀졌다.원자로 용기 위의 다량의 건물 구조물을 제거한 후, 60톤짜리 매니토웍 모델 3900 크레인이 60톤짜리 [15]트레일러가 장착된 트랙터-트레일러 조합에 부착된 대기 중인 수송 통에 선박을 건물 밖으로 들어올렸다.트랙터트레일러는 45개의 전력선, 전화선 및 가이 와이어를 제안된 도로에서 끌어올리거나 제거한 후 수많은 관측자와 슈퍼바이저를 동반하여 약 16km/h의 속도로 NRTS의 외딴 지역에 위치한 ANP 핫샵(원래는 항공기 핵추진 프로그램과 관련됨)으로 이동했다. 북쪽으로 약 56km [15]떨어져 있습니다.

매몰지는 원자로의 원래 위치에서 북동쪽으로 약 500m 떨어진 곳에 건설되었다.그것은 [14]1961년 5월 21일에 문을 열었다.폐기물 매몰은 공공 고속도로에서 16마일(26km) 이상 떨어진 SL-1에서 방사성 폐기물 관리단지로 오염된 파편을 운송함으로써 발생할 수 있는 일반인과 현장 근로자에 대한 방사선 피폭을 최소화하는데 도움이 되었다.이 사이트의 초기 청소에는 약 24개월이 걸렸다.원자로 건물 전체와 인근 건물 오염물질, 정화작업 중 오염된 토양과 자갈 등이 매몰지에 버려졌다.대부분의 매몰물질은 토양과 [42][43]자갈로 이루어져 있다.

2003년 SL-1 매몰지, 립랩으로 덮인 곳

사고 조사에 중요한 연료와 원자로의 다른 모든 부분을 포함한 원자로 노심의 복구 부분은 연구를 위해 ANP 핫샵으로 가져갔다.사고 조사가 완료된 후, 원자로 연료는 재처리를 위해 아이다호 화학 처리 공장에 보내졌다.핵연료를 뺀 원자로 노심은 연구를 위해 핫샵에 보내진 다른 부품들과 함께 결국 방사성 폐기물 관리 [42]단지에서 처리되었다.

SL-1의 잔해는 현재 43°311717.8nN 112°490404.8의 원래 위치 근처에 묻혀 있다.§ W / 43.521611°N 112.818000°W / 43.521611; -112.818000.[44]매몰지는 총 99,000입방피트(2800m3)의 오염물질이 매장된 3개의 발굴로 구성되어 있다.이 발굴은 사용된 장비가 허용하는 한 현무암에 가깝게 파여졌으며 깊이는 2.4~4.3m에 이른다.각 굴착기 위에 최소 2피트(0.6m)의 깨끗한 백필이 배치되었습니다.1962년 9월 정화 작업이 완료되면서 발굴된 얕은 흙더미가 추가되었다.이 부지와 무덤은 미국 환경보호청 슈퍼펀드 운용 가능 유닛 5-05로 [42][45]통칭된다.

SL-1 사고 이후 수년 동안 수많은 방사선 조사와 매몰지 표면 청소가 수행되었다.EG&G 라스베이거스는 1974년, 1982년, 1990년, 1993년에 항공 조사를 실시했다.방사선환경과학연구소는 1973년과 1987년 사이에 매 3~4년마다, 1987년과 1994년 사이에 매해 감마선 조사를 실시했다.현장의 입자 채취는 1985년과 1993년에 수행되었다.조사 결과에 따르면 세슘-137과 그 자손(붕괴 생성물)이 1차 지표면 토양 오염물질이다.1994년 6월 지표면 토양 조사에서는 매몰지 내에서 방사능이 높은 지역인 "핫스팟"이 발견됐으며, 매몰지 내 활동은 시간당 0.1~50밀리루엔트겐(mR)이다.1994년 11월 17일 SL-1 매몰지의 지표면으로부터 2.5피트(0.75m)에서 측정된 최고 방사선 판독값은 시간당 0.5mR이었고, 국부적 배경 방사선 수치는 시간당 0.2mR이었다.EPA의 1995년 평가에서는 무덤 위에 캡을 씌울 것을 권고했다.SL-1에 대한 일차적인 해결책은 주로 토종 [42]재료로 구성된 공학적 장벽으로 덮어서 격납하는 것이었다.이 교정조치는 2000년에 완료되었으며 [45]2003년에 EPA에 의해 처음 검토되었다.

영화와 책

원자력 위원회가 제작한 영화의 애니메이션으로, 인터넷 아카이브로부터 입수할 수 있습니다.

미국 정부는 1960년대 국내용으로 이 사고에 대한 영화를 제작했다.이 비디오는 그 후 공개되었으며 인터넷[46] 아카이브와 유튜브에서 볼 수 있다.SL-1은 다이앤 오르와 C가 각본을 쓰고 감독한 1983년 영화의 제목이다.래리 로버츠, 원자로 [41]폭발에 대해서요.느린 동작의 시퀀스뿐만 아니라 과학자들과의 인터뷰, 기록영화, 그리고 동시대의 영상들이 [47][48]이 영화에 사용된다.사고의 사건도 한 책의 주제이다.아이다호 폭포: 미국 최초의 원자력 사고(2003년)[31]와 '원칙 증명 - 아이다호 국립 엔지니어링 및 환경 연구소의 역사'의 두 장에 대한 알려지지 않은 이야기,[49] 1949-1999년(2000년).

1975년, 존 G가 쓴 반핵 책 위 모스트 로스트 디트로이트. 풀러는 아이다호 폭포 사고를 언급하며 출판되었다.Prompt Critical은 2012년 단편 영화 제목으로, James Lawrence Sicard가 각본을 쓰고 감독했으며 SL-1 [50]사고를 둘러싼 사건들을 극화했다.그 사고에 대한 다큐멘터리가 역사 [51]채널에 방영되었다.

용융된 SL-1 원자로 [52]노심을 묘사한 엔지니어링 사무실용 안전 포스터.

또 다른 저자인 토드 터커는 사고를 연구했고 미군 지부의 원자로 프로그램의 역사적 측면을 상세히 기록한 책을 출판했다.터커는 피해자들의 부검을 포함한 보고서를 입수하기 위해 정보자유법을 이용했으며, 각자가 어떻게 사망했는지, 어떻게 신체 일부가 절단되고 분석되고 [11]방사성 폐기물로 묻혔는지를 상세히 적었다.부검은 세실 켈리의 임계 사고 이후 그의 연구로 알려진 병리학자에 의해 수행되었다.터커는 부검과 신체 부위의 절단 이면에 있는 이유를 설명하는데, 그 중 하나는 접촉 시 시간당 1,500 R/h를 발산합니다.터커는 SL-1 사고로 현장에 있던 세 명의 군사 작전관이 모두 사망했기 때문에 "미국 [53]역사상 가장 치명적인 원자로 사고"라고 말했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "3 die in reactor blast". Spokane Daily Chronicle. (Washington). Associated Press. January 4, 1961. p. 1.
  2. ^ Hale, Steve (January 4, 1961). "3 killed in severe blast at Idaho A-reactor site". Deseret News. (Salt Lake City, Utah). p. A1.
  3. ^ "Reactor blast kills three, pours out radiation". Lewiston Morning Tribune. (Idaho). Associated Press. January 5, 1961. p. 1.
  4. ^ "3 technicians die in reactor blast". Spokesman-Review. (Spokane, Washington). Associated Press. January 5, 1961. p. 2.
  5. ^ Stacy, Susan M. (2000). "Chapter 16: The Aftermath" (PDF). Proving the Principle: A History of The Idaho National Engineering and Environmental Laboratory, 1949–1999. U.S. Department of Energy, Idaho Operations Office. pp. 150–57. ISBN 0-16-059185-6.
  6. ^ 원자력 발전 기만표 7: 일부 원자로 사고
  7. ^ Horan, J. R. 및 J. B. Braun, 1993년, UNIL, EG-CS-1143, EG&G Idaho, Inc., 10월, Idaho 폴스, Idaho Falls, Idaho 현장 사무소의 작업 방사선 피폭 이력.
  8. ^ "Idaho: Runaway Reactor". Time. January 13, 1961. Archived from the original on February 11, 2010. Retrieved July 30, 2010.
  9. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s Grant, N. R.; Hamer, E. E.; Hooker, H. H.; Jorgensen, G. L.; Kann, W. J.; Lipinski, W. C.; Milak, G. C.; Rossin, A. D.; Shaftman, D. H.; Smaardyk, A.; Treshow, M. (May 1961). Design of the Argonne Low Power Reactor (ALPR) (Technical report). Argonne National Laboratory. doi:10.2172/4014868. OSTI 4014868.
  10. ^