美国三哩岛核事故
1979年3月28日凌晨4：00，“先驱者11号”（Pioneer-11）正在黑色宇宙背景上缓慢滑动，远远望去，地球像是滴在宇宙画卷中的“小蓝点”。这个微小光点上，几乎整个西半球都笼罩在夜色中，约有6亿人睡梦沉沉。
三哩岛核电站
“先驱者11号”飞向土星（NASA官网）
此时，距离美国宾夕法尼亚州首府哈里斯堡（Harrisburg）西南16公里处的三哩岛核电站突然警报大作，尖厉的声音比阳光更早刺破了北美早春的长夜。
三哩岛核电站TMI-2堆型设备原理图
核电站中，几名值班人员例行完成了反应堆二回路的维修工作，正在进行树脂传送管路冲洗收尾工作。没人注意到，水流正通过一个因故障未能关闭的阀门漏入相关阀门的气动控制系统，这触发了凝结水断流并进一步引发二回路给水丧失。
三哩岛核事故过程分解（序号表示事件顺序）
如果此时其他“水源”补充到位，也可以避免出现严重后果。然而本应及时开动的辅助给水泵，却因为前不久一次试验后，隔离阀被工作人员设置为关闭状态，迟迟无法将“替补”送入二回路。祸不单行，主控室控制面板上的隔离阀状态指示灯被一个设备停役标牌遮盖，使得操纵员未能及时发现那个“无意”中阻挡了辅助给水的隔离阀存在异常。
缺乏二回路水流将反应堆热量带走，持续运行的反应堆难以导出热量，作为冷却剂的一回路水温度上升，体积膨胀并开始汽化，内部压力快速升高，反应堆“憋红了脸”，不得不自动打开稳压器卸压阀，就像常见的高压锅泄压阀一样，它将持续释放压力，防止反应堆压力容器超压失效。
控制面板的信号灯被遮挡
蒸汽正从高压锅泄压阀中喷出
以上一切都发生在二回路水流中断的3秒之内。
事件开始8秒后，反应堆触发紧急停堆，控制棒快速插入堆芯，核裂变链式反应随之停止，一回路压力下降。
一切看似都在回归正常。
事件开始13秒后，按照设计，稳压器卸压阀本该在完成使命后关闭，以防止一回路冷却剂持续流失和压力持续下降，然而，这个关键部件却由于机械故障卡住了，无法回座。与此同时，由于该阀门的阀位没有直接指示，身在主控室的操纵员错误理解了指示灯的含义。他误以为稳压器卸压阀已经关闭。随着水和蒸汽通过这个故障阀门不断流失，一回路的压力和真实水位均下降，事件发生约2分钟后，用于冷却堆芯的高压安注系统自动启动。当反应堆正常运行时，操纵员可以根据稳压器水位来判断一回路水位。然而，此时由于稳压器卸压阀“卡开”，使得稳压器水“上涌”并通过卸压阀流出，堆芯水持续进入稳压器，稳压器水位快速上升，但堆芯水位实际是下降的，由于在电厂设计时未考虑到这种情况，操纵员误认为稳压器即将充满水，而稳压器充满水后将很难调节一回路压力，因此，在事件发生约3分钟后，操纵员错误地将一台高压安注泵关闭，并将另一台高压安注泵的流量调低，这个误操作使得安注系统注入的水流量小于通过故障卸压阀流失冷却剂的速率，导致一回路冷却剂通过该阀门持续泄漏长达两个半小时。
冷却剂丧失事故出现了。正是这个操纵员毫不知晓的“小破口”，引发了后面的大事故。
反应堆LOCA事故
LOCA事故即反应堆冷却剂丧失事故（Loss of Coolant Accident）。根据破口尺寸划分为大、中、小破口LOCA。通过对LOCA事故进行分类，一方面，可以指导研究人员更好地研究每类LOCA事故的特定现象，从而开发并使用适合的分析方法及分析软件，进而指导设计人员对不同LOCA事故采取适合的缓解措施和应对处理手段。另一方面，通过先漏后破技术（Leak-Before.Break，LBB）的研究和应用，可以避免发生较大尺寸的LOCA事故。
直到事故开始8分钟后，操纵员才恍然大悟，打开辅助给水隔离阀，恢复向蒸汽发生器的给水。然而，为时已晚，早在事故发生1分45秒后，反应堆内部已经“乱成了一锅粥”，一回路冷却剂大量汽化变为蒸汽，系统排水多于补水，堆芯传热过程恶化。两台蒸汽发生器难以“安抚”不断被加热、充满气泡膨胀的一回路冷却剂。
堆芯正走向裸露，危险即将来临！
此时，主控室里800个声音、灯光报警，打印机每分钟吐出100条报警信息。报警没有优先级，颜色编码没有逻辑性……巨量且纷杂的信息冲击着操纵员，但事实上主控室并不清楚重要设备的现场状况，就像是在雾里，既紧张，又有些无所适从。可事故进程还在继续。
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事发时的主控室
凌晨4：10，上充泵停运，操纵员尝试多次重启未果。
凌晨4：15，疏水箱爆破盘破裂，更多的放射性水流入安全壳地坑。
凌晨5：00，四台主泵开始剧烈震动，表明反应堆中的水已经开始沸腾并产生大量蒸汽。
凌晨5：14，为了防止振动造成损坏，操纵员关闭两台主泵。
凌晨5：41，关闭剩余两台主泵，冷却剂强迫循环中止，自然循环冷却未能建立。
至此，堆芯裂变产物产生的余热再无任何导出途径。
清晨6：14，安全壳内放射性气体检测仪表读数升高并超出量程，燃料包壳可能发生破损。
清晨6：22，操纵员终于意识到“小破口”的存在，旋即关闭卸压阀，LOCA进程中止。
大约6：30，堆芯开始熔化。
时钟指向7：00，事故过去了整整3个小时，在厂区核应急、总体核应急等多方力量的努力下，事态开始稳定。尽管事故进程曾出现反复，堆芯多次裸露，反应堆严重损坏，安全壳内发生了氢气燃烧。直到当晚7：50，随着一台主泵恢复运行，堆芯强迫冷却剂循环重新建立，事故进程得以中止。
早春时节的萨斯奎哈纳河（Susquehanna River）水流过三哩岛，格外冰冷。好在惊魂一日终于快要过去了。
萨斯奎哈纳河心的三哩岛核电站
在安全壳防护下，事故没有造成大量放射性物质释放的灾难性后果，没有造成任何人员伤亡。在后来长期监测中，事故所释放的放射性物质对公众的辐射健康影响也显示微乎其微，对公众健康的影响主要存在于精神方面。一种“核技术已经失控的愤怒情绪”弥漫在三哩岛周围。由于担心受到放射性危害，核电厂周围15英里范围内超过39%的民众，在事故后几天里选择了撤离，共涉及5万个家庭144000人。
事故发生后，白宫指派美国核管理委员会（Nuclear Regulatory Commission，NRC）反应堆监管司司长哈罗德·丹顿（Harold Denton）全权负责现场调度，安全壳内的氢气聚集风险得以缓解，避免了公众最为担心的爆炸。4月1日，在事故状况还不十分明朗的情况下，时任美国总统卡特（Jimmy Carter）抵达三哩岛事故现场视察并召开了新闻发布会。这位随“美国海军核动力之父”里科弗（Hyman George Rickover）参与过核潜艇制造并掌握核工程知识的前海军军官，在现场的表现相当专业。此举进一步稳定了民心，对驱散公众心理的阴霾起到很大作用。
随后的4月11日，卡特委派了由12名委员组成总统委员会，负责详细事故调查。经委员会调查后认定：三哩岛核电站事故的发生，是人为的因素、制度上的缺陷和设备的故障等一系列原因造成的。
基于调查结论和当时的社会氛围，卡特表明政府态度：“核能应当作为最后一种可供选择的能源。”三哩岛事故成为美国核电发展史的分水岭。在各种因素综合作用下，美国核能事业被拦腰截断，前后共有130多台核电机组订单被取消。尽管后来不断有人宣传“核能复苏”，但直到2017年期间约30余年的时间，美国没有任何一座新建核电站投入运行。
美国总统吉米·卡特在1979年4月1日与哈罗德·丹顿（左一）等人视察TMI-2控制室
三哩岛事故前后美国核电工程年度态势
痛定思痛，三哩岛事故作为人类历史上第一次核电严重事故，也为核电事业带来了空前影响和积极的一面。
三哩岛事故第一次让核工业界切实感受到，堆芯熔化的严重事故是可能发生的。而在三哩岛事故之前，于1974年发布的WASH-1400报告已经采用概率安全评价的手段，预测了小破口事故、设备多重故障或失效可能引发严重事故所带来的风险，这说明当时的确定论安全分析以大破口为主开展评价是不完备的。因此，三哩岛事故后，核电厂的安全评价逐渐演化为更为全面的确定论结合概率论的综合体系，同时严重事故在三哩岛后也得到了足够的重视，国际上对于堆芯熔化进程、机理和安全壳内氢气行为等均开展了大量的试验和理论研究。
另外，三哩岛事故暴露了人员的错误判断和操作导致事故进一步恶化至严重事故的风险，让业界意识到，提升安全的一个先决条件是提高操纵人员素质，因此，监管部门重新起草了核电厂从业人员的基本标准，以提高人员资格方面的要求。此外，在事故高度紧张的环境下，操纵员如何将电厂带回稳定状态也成为研究和改进的重点方向，包括安全状态参数的设立，操作人员培训规范、规程/导则编写及使用要求，人员负荷评价，人机界面系统的友好性等。
三哩岛事故同样带来了一系列组织调整，其中标志性的事件是，成立核电运行研究院（INPO），INPO的功能包括：为核电厂的管理和运行建立行业基准；对核电厂的管理和运行进行独立评估，确定其是否符合基准；审查核电运行的经验，对其进行分析并反馈给运营商，将获得的经验反馈融入人员培训项目中，与其他组织共同协调信息报告和分析工作；为核电厂操作人员和维护人员制定教育和培训要求；对培训项目和持证人员进行认证；为核电厂不同岗位的员工举办研讨会和通用培训；进行研究和分析，为核电厂运行、人员培训及核电厂设计和运行中人因方面的标准化提供支持等。为了促进核电厂运行达到最高水平的安全性和可靠性，即为了促进优良运行，它向美国公众和世界清楚地表明，美国核工业界不满足于达到最低标准。
此外也应注意到，虽然三哩岛事故发生了严重的堆芯熔毁。但事故中无人员伤亡，运行人员接受了有限的剂量辐射。周围居民受到的辐射相当于做了一次胸透，对其癌症发生率没有显著性影响，可以看到安全壳作为核电的最后一道屏障，在防止大规模放射性释放方面起到了关键性的作用。
就像1945年的吉米·卡特不会想到他将亲手“终结美国的第一核纪元”，参与三哩岛事故处理的哈罗德·丹顿也不会想到，他与核事故的“故事”将在7年后再次续写。
