Windscale, 1957
Katastrofa z 10 października 1957 r. znana jest szerzej jako „pożar w Windscale”. Doszło wówczas do samozapłonu grafitu w rdzeniu wojskowego reaktora służącego do produkcji plutonu i chłodzonego powietrzem atmosferycznym. Operatorzy nie wiedzieli, jak zachować się w obliczu niebezpieczeństwa. Ich pierwszą reakcją było ustawienie pracy dmuchaw chłodzących na maksymalne obroty, co jeszcze pogorszyło sytuację, dostarczając płonącemu grafitowi tlenu. W efekcie nastąpiło wyrzucenie w powietrze radioaktywnego materiału o całkowitej aktywności ok. 20 tys. kiurów [Ci], w którym znajdował się m.in. radioaktywny izotop jodu-131, szczególnie szkodliwy dla ludzi. Mimo skażenia nikt z rejonu otaczającego reaktor nie został ewakuowany, jedynie mleko wyprodukowane na obszarze 500 km2 uznano za skażone i było ono przez miesiąc niszczone. Drugi identyczny reaktor w Windscale wyłączono w 1957 r., a trzeci – prototyp zaawansowanego reaktora chłodzonego gazem (AGR) – w 1981 r. Od czasu pożaru zaprzestano budowy elektrowni z reaktorami chłodzonymi powietrzem.
Chalk River Laboratories, 1958
W tym kanadyjskim ośrodku badań jądrowych zanotowano dwie poważne awarie. W 1952 r. uszkodzony został rdzeń reaktora badawczego NRX, z kolei w 1958 r. doszło do uszkodzenia usuwanego elementu paliwowego z rdzenia reaktora NRU. W obu wypadkach konieczne było usunięcie substancji radioaktywnych z pomieszczeń reaktorów. Większość awarii i wypadków w elektrowniach jądrowych w owym czasie wykazywała i pozwoliła korygować przede wszystkim błędy w zakresie użytej technologii oraz niedoskonałość procedur przygotowanych na wypadek awarii. Nie doszło wówczas do znaczącego skażenia środowiska i zagrożenia dla zdrowia i życia ludzi, a reakcje społeczne nie były tak radykalne, jak w następnych dekadach.
Three Mile Island, 1979
Około czwartej nad ranem 28 marca 1979 r. w drugim reaktorze elektrowni Three Mile Island, położonej nieopodal Harrisburga w Pensylwanii (USA), doszło do najpoważniejszego wypadku w historii amerykańskiej energetyki jądrowej. Rdzeń reaktora uległ stopieniu, a poza obudowę bezpieczeństwa wydostała się nieznaczna ilość produktów rozszczepienia. Najpierw zawiodła pompa zasilająca wytwornice pary po stronie obiegu wtórnego, nastąpiło wyłącznie turbiny i włączenie pomp pomocniczych do chłodzenia wytwornic pary. Niestety po remoncie pozostały zamknięte zawory i woda nie dopłynęła do wytwornic. Temperatura i ciśnienie wody w obiegu pierwotnym błyskawicznie wzrosły, więc system bezpieczeństwa zareagował prawidłowo, otwierając zawór bezpieczeństwa. Jednak po obniżeniu ciśnienia do dopuszczalnego poziomu zawór się nie zamknął, czego nie zarejestrowały przyrządy pomiarowe. W konsekwencji doprowadziło to do ubytku wody w obiegu pierwotnym. Rdzeń reaktora osiągnął temperaturę ponad 2700°C i zaczął się topić.
W wyniku wypadku jedna osoba zmarła na zawał, nikt nie został napromieniowany, ale konsekwencje zajścia były daleko idące. Wypadek spowodował przede wszystkim wyhamowanie rozwoju energetyki jądrowej w USA: plany budowy 40 elektrowni zostały odwołane; później odwołano budowę 51 reaktorów firmy Babcock and Wilcox, producentów reaktorów TMI. Co więcej, zaraz po awarii, do czasu wyjaśnienia jej przyczyn, wyłączono 53 z działających podówczas 129 reaktorów, zwiększono także wymagania wobec pracowników elektrowni oraz położono większy nacisk na ich szkolenie.
Do gwałtownych reakcji opinii publicznej po katastrofie przyczyniła się niemal anegdotyczna koincydencja. Dwanaście dni przed wypadkiem w Three Mile Island do kin wszedł film „Chiński syndrom” (The China Syndrome). Jane Fonda grała w nim dziennikarkę, która wraz z kamerzystą pracuje nad reportażem na terenie elektrowni jądrowej, gdy dochodzi w niej do poważnej awarii. Sama Jane Fonda wkrótce zaangażowała się w ruch antynuklearny.
Brakowało rzetelnych informacji o wydarzeniu. Nic więc dziwnego, iż późniejsze zapewnienia władz, że nie ma niebezpieczeństwa dla zdrowia i życia okolicznych mieszkańców, przyjmowane były z rezerwą. Nie pomogły zbytnio zabiegi stanowego Departamentu Zdrowia, który przez 18 lat prowadził rejestr przeszło 30 tys. osób mieszkających w promieniu 8 km od elektrowni w momencie awarii. Dalszej obserwacji stanu zdrowia mieszkańców zaprzestano w 1997 r., gdyż nie ujawniły się żadne niepokojące trendy.
Społeczne poparcie dla energii jądrowej, które przed wypadkiem wynosiło ok. 70%, przez dwie dekady po nim spadło do ok. 50%. W minionych latach poparcie znów zaczęło wzrastać dzięki przychylnej dla atomu polityce George’a W. Busha.
Czarnobyl, 1986
Do największej i najtragiczniejszej jak dotąd w skutkach awarii doszło 26 kwietnia 1986 r. w elektrowni jądrowej w Czarnobylu, położonej niewiele ponad 100 km na północ od Kijowa. Budowę elektrowni rozpoczęto w latach 70., a w jej skład wchodziły cztery reaktory typu RBMK-1000 z grafitowym moderatorem. Reaktory tego typu to pochodne reaktorów skonstruowanych w ZSRR i tam tylko używanych do produkcji plutonu do celów militarnych. Do dziś działają w elektrowniach w Kursku, Petersburgu i Smoleńsku. Najważniejszą różnicą względem innych powszechnie stosowanych technologii jest zastosowanie moderatora w postaci grafitu, co wpływa na zachowanie reaktora w przypadku zaburzeń przepływu chłodziwa, jakim jest woda. O ile w reaktorach chłodzonych wodą dochodzi wtedy do zmniejszania mocy, to w RBMK w pewnych sytuacjach dzieje się odwrotnie. Na skutek między innymi tego procesu, ale też z powodu fatalnego błędu konstrukcyjnego prętów bezpieczeństwa awaria w Czarnobylu miała tak katastrofalny w skutkach przebieg.
26 kwietnia 1986 r. czwarty blok elektrowni był przygotowany do zatrzymania w celu przeprowadzenia rutynowego przeglądu. Przy okazji miał zostać przeprowadzony eksperyment, polegający na sprawdzeniu możliwości przeciwdziałania skutkom nagłych przerw w dostawach prądu (także do pomp chłodzących reaktor). Na skutek odstępstw od przygotowanego planu (przesunięcie godziny rozpoczęcia eksperymentu) i zachodzących w tym czasie zmian w rdzeniu wystąpiły trudności w ustabilizowaniu mocy reaktora. Eksperyment rozpoczęto, ale po jakimś czasie operatorzy zorientowali się, że przebiega nieprawidłowo, i postanowili wyłączyć reaktor. Wówczas z powodu błędu konstrukcyjnego prętów bezpieczeństwa doszło do niekontrolowanego wzrostu mocy reaktora i temperatury, co doprowadziło do rozpadu cząsteczek wody na wodór i tlen. W efekcie nastąpiła seria wybuchów, które uszkodziły korpus reaktora. W rdzeniu znajdował się grafit o bardzo wysokiej temperaturze, który po rozerwaniu korpusu i przy dostępie powietrza zaczął się palić. Grafitowe bloki płonęły przez kilka dni, powodując uwolnienie do atmosfery ogromnej ilości promieniotwórczych izotopów. Między 27 kwietnia a 2 maja zrzucono ze śmigłowców kilka tysięcy ton piasku, gliny i węgliku boru, by zminimalizować skutki awarii, zapobiec jej dalszej eskalacji i ugasić pożar. Następnie rozpoczęto budowę tzw. sarkofagu, który otoczył zniszczony czwarty blok czarnobylskiej elektrowni.
Wśród bezpośrednich ofiar katastrofy znajdowali się uczestnicy akcji ratunkowej i pracownicy elektrowni, którzy zapadli na chorobę popromienną. Na skutek tego część z nich zmarła. Konsekwencje zdrowotne, a także społeczne i polityczne skutki katastrofy miały skalę dotychczas niespotykaną, choć po latach coraz częściej słychać głosy, że reakcja była przesadzona. Z rejonu w promieniu 30 km od elektrowni ewakuowano mieszkańców, ogółem przesiedlono ok. 350 tys. osób, 100 tys. hektarów ziemi rolnej wyłączono z użytkowania. Skażeniu uległo 9% powierzchni dzisiejszej Ukrainy. Kilka wysiedlonych wsi spalono, co prowadziło do dalszej migracji ludności, a część skażonych terenów zasypywano piaskiem. Katastrofa w Czarnobylu wywołała psychozę atomową na szeroką skalę. Doszło do wyhamowania rozwoju energetyki jądrowej, wiele państw zrezygnowało z atomowych planów. We Włoszech presja opinii publicznej była tak silna, że doszło do zamknięcia elektrowni jądrowych. W Hiszpanii, Szwajcarii, Belgii czy Holandii wstrzymano plany rozwoju energetyki jądrowej. W Polsce porzucono budowę elektrowni w Żarnowcu, do czego, poza protestami społecznymi, przyczyniły się także trudności okresu transformacji ustrojowej.
Jak po każdym poważniejszym wypadku, skupiono się na poprawie bezpieczeństwa. Powstało Światowe Stowarzyszenie Operatorów Elektrowni Jądrowych (World Association of Nuclear Operators). Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej z siedzibą w Wiedniu opracowała specjalną siedmiostopniową skalę zdarzeń jądrowych nazwaną INES (International Nuclear Event Scale):
0 – wypadek nie powoduje skutków,1 – anomalie zakłócające normalną pracę,2 – incydent podczas normalnej pracy obiektu, który może narazić personel na napromieniowanie,3 – poważny incydent, dochodzi do uwolnienia substancji promieniotwórczej do otoczenia, jednak nie grozi to człowiekowi napromieniowaniem większym niż 40% dawki rocznej,4 – awaria bez znaczącego zagrożenia poza obiektem,5 – awaria z zagrożeniem poza obiektem, jak w Windscale czy TMI,6 – poważna awaria,7 – wielka awaria z uwolnieniem znacznej ilości substancji promieniotwórczych, jak w Czarnobylu.
