Le 28 mars 1979, l'un des plus importants accidents de l'histoire de l'énergie électronucléaire s'est produit dans la centrale nucléaire de Three Mile Island, proche d'Harrisburg, (Pennsylvanie). Il a eu lieu dans le réacteur no 2 d'une puissance de 900 mégawatts électriques, de type P.W.R. (Pressurised Water Reactor), qui avait été mis en service en décembre 1978.
Comme la plupart des accidents industriels, il résulte d'un enchaînement de défaillances matérielles et d'erreurs humaines. À l'origine, c'est un défaut technique qui a affecté toutes les pompes d'alimentation en eau des générateurs de vapeur. Le système d'alimentation de secours n'a ensuite pas fonctionné car les vannes avaient été fermées en violation des consignes d'exploitation. L'électrovanne du pressuriseur, qui s'est mise en route automatiquement pour réduire la pression primaire, ne s'est ensuite pas refermée, sans que cela ne soit signalé en salle de contrôle. Comme l'enceinte de confinement n'a pas été isolée à temps, l'eau radioactive est passée dans un bâtiment auxiliaire ; les rejets radioactifs résultant du dégazage de cette eau contaminée ont ensuite rejoint l'extérieur par le système de ventilation. L'arrêt prématuré de l'injection de secours pour compenser la perte de réfrigérant et l'arrêt pendant une douzaine d'heures des pompes du circuit primaire par l'opérateur transformèrent les incidents initiaux en un accident sérieux (niveau 5 dans l'échelle de gravité qui en compte 7).
45 p. 100 du noyau du réacteur a fondu ; la fusion complète, évitée selon certains experts à moins d'une heure près, aurait entraîné les barres de combustible à traverser le fond de la cuve et à s'enfoncer dans le sol (syndrome chinois). Un autre déroulement catastrophique aurait pu se produire : la bulle d'hydrogène, qui s'est formée dans la partie supérieure de la cuve par oxydation du zirconium des gaines du combustible, aurait pu provoquer l'éclatement de la cuve ; elle a heureusement pu être évacuée avant que l'enrichissement en oxygène soit suffisant pour déclencher cette explosion.
Il n'y a pas eu de victimes. L'irradiation des populations habitant autour de la centrale et de leur environnement a été très faible ; 163 travailleurs de la centrale ont reçu une dose supérieure à 100 mrem (supérieure à 500 mrem pour 20 d'entre eux). À titre de comparaison, la dose annuelle résultant de la radioactivité naturelle est pour cette région de l'ordre de 100 mrem.
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