1979年3月28日凌晨4时，在美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站第2组反应堆的操作室里，人声鼎沸，一片慌乱。大量放射性物质在两个小时后大量溢出。
直到6天以后，堆心温度才开始下降，蒸气泡消失——引起氢爆炸的威胁免除了，反应堆最终陷于瘫痪。美国民众在得知这一消息后无不震惊，核电站附近的居民更是惊恐不安，约20万人撤出这一地区。民众们纷纷举行*示威，要求停建或关闭核电站。美国和西欧一些国家政府也不得不重新检查发展核动力的计划。
这次出人意料的核泄漏事件是由于二回路的水泵发生故障：前些天工人检修后未将事故冷却系统的阀门打开，致使这一系统自动投入后，二回路的水仍断流。当堆内温度和压力在此情况下升高后，反应堆就自动停堆，卸压阀也自动打开，放出堆芯内的部分汽水混合物。同时，当反应堆内压力下降至正常时，卸压阀由于故障未能自动回座，使堆芯冷却剂继续外流，压力降至正常值以下，于是应急堆芯冷却系统自动投入，但操作人员却做出了错误的判断，反而关闭了应急堆芯冷却系统，停止了向堆芯内注水。以上种种管理和操作上的失误与设备上的故障交织在一起，使一次小的故障迅速而急剧的扩大，最终造成堆芯熔化的严重事故。所幸的是在这次事故中，主要的工程安全设施都自动投入，加之反应堆有几道安全屏障（燃料包壳，一回路压力边界和安全壳等），没有人员伤亡，仅三位工作人员受到了略高于半年的容许剂量的照射。
三里岛事故对环境的影响相对比较小，核电厂附近80千米以内的公众受到的辐射剂量不到一年内天然本底的百分之一。
这是美国第一起也是最严重的一起商业核事故，它将改变此后美国核工业的中心和方向，使得美国人民强烈呼吁政府采取行动停止建设核电站，并且广为宣传用原子燃料发电的危险。
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