1979 年3 月28 日凌晨4点30 分左右，三哩岛核电站的2 号反应堆在例行检修后重新开始运行。当功率逐渐提升到额定范围时，二次回路上的一台冷凝水泵突然停止运转，造成蒸汽发生器的给水中断。如此一来，一次回路由于得不到充分的冷却而温度上升。这样的故障其实也没有什么大不了的，反应堆的安全连锁系统都可以自行处理，即主给水泵停运，涡轮机停转，两个辅助给水泵也会自动运转。该反应堆之前已经发生过多次这样的故障，但都没有导致意外事故发生，每次计算机控制系统都很快采取措施及时排除了故障。然而，这次却酿成了事故。

反应堆

一种可以人为控制核裂变反应快慢，并能维持链锁核裂变反应的装置叫做反应堆。原子能发电站是用反应堆内核裂变反应产生的巨大热量生成饱和蒸汽驱动气轮机发电，这种反应堆叫做动力堆，是原子能发电站的核心，也是反应堆。

反应堆的类型很多，但它主要由活性区、反射层、外压力壳和屏蔽层组成。活性区又由核燃料、慢化剂、冷却剂和控制棒等组成。

那天凌晨，三哩岛核电站95 万千瓦水堆电站二号反应堆主水泵停转。辅助水泵按照预设的程序启动，然而，它并没有正常启动，二回路冷却水并没有按照程序进入蒸汽发生器，热量在堆芯聚集，堆芯压力上升。原来，辅助回路中一道阀门在例行检修中没有按规定打开，导致辅助回路没有正常启动。堆芯压力的上升导致减压阀开启，冷却水流出。由于发生机械故障，堆芯压力回复正常值后，堆芯冷却水继续注入减压水槽造成了减压水槽水满外溢。

一回路冷却水大量排出造成堆芯温度上升。待运行人员发现问题的时候，47％的堆芯燃料已经熔毁，而且发生泄漏，这时系统发出了放射性物质泄漏的警报。然而，由于当时警报蜂起，核泄漏的警报并未引起运行人员的注意。直到事故发生的那天晚上8 点，二号堆一、二回路均恢复正常运转的时候，运行人员始终都没有察觉堆芯的损坏和放射性物质的泄漏。事故发生两天后，宾夕法尼亚州州长出于安全考虑疏散了核电站附近的学龄前儿童、孕妇，并下令对事故堆芯进行检查。经过这次检查才发现，堆芯严重损坏。大约20 吨二氧化铀堆积在压力槽底部，大量放射性物质堆积在围阻体中。此外，还有少部分放射性物质泄漏到周围环境中去了。

三哩岛核电站

三哩岛核电站位于美国东北部的宾夕法尼亚州，在宾州首府哈里斯堡东南约15千米处，是萨斯奎哈纳河上的一个小岛。1971年兴建岛上第一座压水堆，电功率约为790兆瓦，1974年投入运转。1973年动工兴建第二座压水堆，电功率为880兆瓦，于1978年12月建成。发生核突发事件的是第二座压水堆（也称2号堆），从建成到发生事故仅仅运转了约3个月的时间。

在故障发生后，一回路的冷却水得不到充分的冷却而引起温度升高。为了不使一回路的蒸汽压力过高，以排出部分蒸汽，降低一回路的压力，安全控制系统就按原有事先给定的程序自动打开了卸压阀。当排出部分蒸汽，压力降到正常范围时，该卸压阀理应自动关闭。然而，却发生一个意外——卸压阀失灵了，没有自动关闭，水蒸气源源不断地排入了卸压箱内。一回路压力和温度不断升高，堆芯区的燃料元件得不到充分冷却，所以计算机控制系统即按原先的程序启动辅助给水系统。然而，在管路上却出现了一个意外。两星期前，该系统中几台泵的出口阀在检修时关闭了，没有及时打开。毫无疑问，这是严重违反操作规程的。

虽然辅助给水系统的泵已启动，但却没有水注入蒸汽发生器，而且操作人员也没有察觉到该阀门已关闭的指示信号。由于卸压阀的失灵造成一回路通过此阀不断向外排出蒸汽，使堆芯局部失水。本来两分钟后因为堆芯冷却不足，堆芯紧急冷却，系统会自动启动，使高压注水泵开启向一回路注水流入堆芯。可怕的第三次意外发生了，操作人员又犯了一个判断性的错误，自作主张地通过手动控制系统把其中的一台高压注入水泵关闭了。

如此一来，又人为地造成了堆芯区的第二次失水。由于操作人员的屡次失误，在一回路水继续通过卸压阀外泄又得不到补给的情况下，因压力降低而产生了堆芯沸腾，堆内水因汽化而逐渐减少，使堆芯形成了空腔，并造成堆芯外露达数小时。虽然反应堆已自动关闭，但是燃料元件的余热不能很快散发出去，燃料元件包壳的温度已升到约1000℃。这时，虽然自动控制系统再一次通过另一路管道把大量冷却水注入堆芯，但由于燃料元件包壳与蒸汽发生剧烈氧化反应，生成氢气，导致堆内约有1/3 的燃料元件包壳破损，使部分贮存在燃料元件空腔中的气态和挥发性的放射性裂变产物就被释放出来，而进入一回路水。

与此同时，一回路的卸压阀仍开着，含有放射性的蒸汽不断地排入卸压箱，造成卸压箱水位过高，安全隔膜破裂。大量高温的含有放射性的一回路水即溢出到安全壳内的地面上，部分通过污水泵而流入辅助厂房。据统计，流入辅助厂房内的污染水约有1600 余立方米。这些高温的一回路水溢出容器，流到地面后就很快蒸发，导致放射性气体和气溶胶向外释放而污染环境。据统计，放射性碘、放射性氙、放射性惰性气体和放射性氪的释放量分别约为6×1011 贝可、8×1010 贝可、9×1016 ～ 5×1017 贝可、1×1016 贝可。