211service.com
Het voorspellen van Three Mile Island
Foto van Three Mile Island Getty/Stringer
Het was nog donker buiten toen het eerste mis ging.
Op 28 maart 1979 om 4 uur 's ochtends zorgde een kleine storing ervoor dat een overdrukklep op een van de kernreactoreenheden van de Three Mile Island-centrale openging. De klep kwam vast te zitten en liet koelwater rond de kern vrijkomen, waardoor de reactor automatisch afsloeg.
Hoewel dat geen kwaad zou hebben gedaan als de situatie goed was beheerd, zorgden verschillende instrumentstoringen ervoor dat de arbeiders die de fabriek runden niet wisten dat er koelvloeistof was verloren. Te midden van de chaos van alarmen en knipperende waarschuwingslichten, namen de operators een reeks acties die de omstandigheden veel erger maakten, waardoor de reactorkern gedeeltelijk kon smelten. De insluitingssystemen van de fabriek verhinderden een ernstige uitstoot van radioactief materiaal, maar een kleine hoeveelheid radioactief xenon, krypton en jodiumgas lekte in de atmosfeer en ongeveer 140.000 mensen werden gedwongen hun huizen te verlaten.
Voor velen was het veelbesproken incident een wake-up call over de potentiële gevaren van kernenergie. Meer dan 30 jaar daarna werden er geen nieuwe fabrieken meer gebouwd.
De ramp schokte de industrie tot in haar kern, maar Norman Rasmussen, PhD ’56, een professor aan de afdeling Nuclear Engineering aan het MIT, had vier jaar eerder gewaarschuwd voor het gevaar van een zeer vergelijkbaar scenario. En zoals het lot zou hebben, vond de kernsmelting die hij voorspelde plaats op slechts 21 mijl van zijn geboorteplaats Harrisburg, Pennsylvania.
Norman Rasmussen, PhD ’56, waarschuwde ervoor om niet te vertrouwen op automatische veiligheidssystemen in kerncentrales. Helaas deden operators op Three Mile Island precies dat. MIT News Office-foto door Calvin Campbell, met dank aan AIP Emilio Segrè Visual Archives, Physics Today Collection
In 1972 had de Amerikaanse Atomic Energy Commission Rasmussen ingehuurd, een vader van twee kinderen die sinds het afronden van zijn doctoraat in 1956 aan het MIT had gedoceerd, om een onderzoek uit te voeren naar het publieke risico van nucleaire ongevallen in de Verenigde Staten. De paper, geschreven door Rasmussen en een team van meer dan 40 experts, was de eerste probabilistische studie van kernenergie.
De Reactor Safety Study - WASH-1400, vaak eenvoudigweg het Rasmussen-rapport genoemd - maakte gebruik van probabilistische risicobeoordelingstechnieken om de waarschijnlijkheid te voorspellen van verschillende scenario's die zich bij kerncentrales zouden kunnen voordoen. Eerdere studies hadden gebruik gemaakt van deterministische methoden voor risicobeoordeling, die waren gericht op de rampenresultaten van een bepaald scenario in plaats van op het berekenen van hun kansen. Het rapport van Rasmussen wees erop dat ongevallen met koelvloeistofverlies bij kleine breuken een meer waarschijnlijke bedreiging vormden dan ongevallen met grote breuken. En naast het uitvoeren van een algemene beoordeling van pompen en kleppen, voerden Rasmussen en zijn team aan dat menselijke betrouwbaarheid een noodzakelijke factor was om te overwegen, omdat als automatische systemen niet goed zouden werken, mensen zouden moeten ingrijpen.
Dit druiste in tegen de heersende opvattingen over het veiligheidsbeheer van kernenergie. De natuurkundige gemeenschap ging er destijds grotendeels van uit dat de ingebouwde veiligheidsmechanismen in kerncentrales voldoende waren om elk ongeval veilig en tijdig af te handelen - met andere woorden, dat technische back-ups belangrijker waren dan menselijk handelen.
De rol van de mens werd grotendeels genegeerd en, als er al rekening mee werd gehouden, werd aangenomen dat de operators alleen acties ondernemen die de veiligheid ten goede komen, schreef Jan van Erp in een Argonne National Lab-rapport over het TMI-ongeval.
Van Erp realiseerde zich dat het Rasmussen-rapport een waarschuwing had moeten zijn voor een naderend onheil. Maar op het moment dat het in 1975 werd gepubliceerd, stuitte de analyse op aanzienlijke kritiek en weerslag - ironisch genoeg, grotendeels op grond van het feit dat het de risico's onderschatte. De American Physical Society zei dat kernenergie veel grotere gevaren met zich meebrengt dan Rasmussen en zijn team voorspelden, en de Union of Concerned Scientists publiceerde een kritiek van 150 pagina's op de krant.
Latere beoordeling van het Rasmussen-rapport door wat inmiddels de Nuclear Regulatory Commission was geworden, toonde aan dat Rasmussen de onzekerheden in sommige situaties onderschatte. Een recensent noemde het rapport ondoorgrondelijk. Daarom besloot de NRC in januari 1979 haar goedkeuring van de samenvatting van de studie van Rasmussen in te trekken.
De avond voor de bekendmaking werd Rasmussen laat in de avond gebeld over de plannen van de NRC. Later vertelde hij zijn vriend en collega Michael Golay, een andere MIT-professor, dat hij de hele nacht wakker lag te piekeren.
Hij was naar waarheid overstuur, zoals je zou verwachten, zegt Golay. Hij stond op het punt zich landelijk te schamen.
Twee maanden later smolt Three Mile Island.
De kernsmelting werd veroorzaakt door een klein verlies aan koelvloeistof - niet een groot verlies, zoals andere rapporten hadden voorzien. En, zoals Rasmussen had voorspeld, werd het incident verergerd door een reeks menselijke fouten.
Het blijkt dat Rasmussen en zijn collega's het ook over een aantal andere dingen bijna precies wisten: Rasmussen voorspelde de grote kans op een ongeval als Three Mile Island en voorspelde ook correct dat de gezondheidseffecten van een dergelijk ongeval verwaarloosbaar zouden zijn in hun ernst.
[Three Mile Island] was in wezen een rechtvaardiging van het rapport, zegt Golay.
In de jaren na de ramp op Three Mile Island begonnen mensen de waarde te beseffen van de studie van Rasmussen en het gebruik van risicobeoordeling in de context van kernenergie. In 1995 kwam de NRC met een formele beleidsverklaring waarin het gebruik van een dergelijke analyse werd aanbevolen.
Ze trokken zich in feite terug van hun afwijzing uit 1979 [van het Rasmussen-rapport] en zijn methoden en zeiden: 'Gebruik de methoden. Ze kunnen ons helpen het werk beter te doen.’ zegt Golay.
De risicobeoordelingsmethode die Rasmussen pionierde, werd steeds vaker gebruikt en is tegenwoordig een van de essentiële instrumenten voor het evalueren van nucleaire veiligheid over de hele wereld. Rasmussen stierf in 2003, nadat hij had meegemaakt dat zijn rapport werd aanvaard door de kernfysische gemeenschap.
De kracht van Rasmussen was dat hij erg goed was in het integreren van informatie uit verschillende bronnen in een consistente benadering van een probleem, zegt Golay. Het is verbazingwekkend hoe dat eerste rapport de tand des tijds heeft doorstaan. Mensen noemen het nog steeds. Het is moeilijk om het bij de eerste pas zo goed te krijgen.