
- •Раздел I современные угрозы и опасности радиационного и химического характера, анализ и оценка их риска
- •Глава 1
- •Глава 2
- •Раздел II основы обеспечения радиационной и химической безопасности населения
- •Глава 4
- •Глава 8
- •Глава 9
- •Глава 10
- •Глава 11
- •Раздел I современные угрозы и опасности радиационного и химического характера, анализ и оценка их риска
- •Глава 1
- •1.1. Радиационная обстановка и основные источники формирования характеризующих ее угроз и опасностей
- •1.2. Химическая обстановка и основные источники формирования характеризующих ее угроз и опасностей
- •1.3. Влияние радиационных и химических факторов на экологическую обстановку и качество среды обитания
- •Глава 2
- •2.1. Характеристика радиационного и химического рисков, общие принципы установления приемлемых уровней
- •2.2. Радиационный риск и нормирование радиационных воздействий при нормальном функционировании радиационно опасных объектов
- •2.3. Радиационный риск, обусловленный
- •2.4. Химический риск и нормирование вредных
- •Глава 3
- •3.1. Факторы риска аварий и катастроф на радиационно опасных объектах
- •3.2. Факторы риска аварий и катастроф на химически опасных объектах
- •3.3. Единый методический подход к оценке риска при авариях и катастрофах на радиационно и химически опасных объектах
- •3.4. Методология обоснования приемлемых уровней риска
- •Раздел II основы обеспечения радиационной и химической безопасности населения
- •Глава 4
- •4.1. Инженерно-конструкторские
- •4.2. Инженерно-конструкторские
- •4.3. Общие положения по информированию
- •Глава 5
- •5.1. Обеспечение радиационной безопасности персонала радиационно опасных объектов
- •Медико-санитарные мероприятия
- •Определение задач и планирование мероприятий по обеспечению радиационной безопасности
- •Формирование организационных основ обеспечения радиационной безопасности на радиационно опасном объекте
- •Оповещение и информирование персонала
- •Зонирование радиационно опасных объектов
- •Организация радиационного контроля
- •Использование средств индивидуальной и коллективной защиты
- •Нормализация радиационной обстановки при ее ухудшении
- •5.2. Обеспечение химической безопасности персонала химически опасных объектов
- •Определение задач и планирование мероприятий по обеспечению химической безопасности
- •Формирование организационных основ обеспечения химической безопасности на химически опасных объектах
- •Оповещение и информирование персонала
- •Зонирование химически опасных объектов
- •Использование средств индивидуальной и коллективной защиты
- •Нормализация химической обстановки при ее ухудшении
- •Глава 6 Обеспечение радиационной и химической безопасности населения
- •6.1. Обеспечение радиационной безопасности населения
- •Определение задач и планирование мероприятий по обеспечению радиационной безопасности населения
- •Оповещение населения
- •Орган управления гочс области
- •Зонирование территорий
- •Организация радиационного контроля
- •Исполъзование средств коллективной и индивидуальной защиты
- •Эвакуация населения
- •Нормализация радиационной обстановки при ее ухудшении
- •6.2. Обеспечение химической безопасности населения
- •Медико-санитарные мероприятия
- •Формирование организационных основ обеспечения химической безопасности населения и ликвидации последствий химических аварий
- •Оповещение населения
- •Использование средств индивидуальной и коллективной защиты
- •Эвакуация населения
- •Нормализация химической обстановки при ее ухудшении
- •Раздел III
- •Глава 7 Основы управления
- •7.1. Общая организационно-функциональная структура процесса управления безопасностью и риском при техногенных воздействиях
- •7.2. Целевая функция и предметная область
- •7.3. Структурирование и некоторые подходы к моделированию предметной области
- •7.4. Структура информационно-управленческой технологии в сфере радиационной и химической безопасности
- •Глава 8
- •8.1. Управление радиационной и химической безопасностью в рамках определенных социально-экономических систем
- •8.2. Управление радиационной и химической безопасностью на уровне организационно-технических систем (радиационно и химически опасных объектов)
- •8.3. Экономические механизмы управления безопасностью и риском
- •Глава 9
- •9.1. Выявление обстановки, формирующейся при выбросах радиоактивных веществ в окружающую среду
- •9.2. Прогнозирование радиационной обстановки с использованием методов теории игр
- •9.3. Методологическая схема информационной
- •9.4. Методика прогнозирования заражений
- •9.5. Методики прогнозирования химических загрязнений воздушной среды городов
- •Глава 10
- •10.1. Субъекты государственного управления радиационной и химической безопасностью
- •10.2. Целевая функция и построение единой системы государственного управления в сфере радиационной безопасности
- •10.3. Целевая функция и построение единой системы государственного управления в сфере химической безопасности
- •Глава 11
- •11.1. Критерии оценки эффективности
- •11.2. Методологические основы оценки эффективности управления радиационной и химической безопасностью социально-экономических систем
- •11.3. Методологические основы оценки эффективности управления радиационной и химической безопасностью организационно-технических систем (радиационно и химически опасных объектов)
- •1. Общие положения
- •2. Выявление и оценка радиационной обстановки методом прогнозирования
- •2.1. Выявление радиационной обстановки
- •2.1.1. Определение размеров зон радиоактивного загрязнения
- •2.1.2. Определение размеров зон облучения щитовидной железы
- •2.1.3. Определение времени подхода радиоактивного облака
- •2.1.4. Определение мощности дозы внешнего гамма-излучения на следе радиоактивного облака
- •2.2. Оценка радиационной обстановки
- •2.2.1. Определение дозы внешнего гамма-облучения при прохождении радиоактивного облака
- •2.2.2. Определение дозы внешнего гамма-облучения при расположении населения на следе облака
- •2.2.3. Определение дозы облучения щитовидной железы
- •2.2.4. Определение дозы внешнего облучения при преодолении следа облака
- •2.2.5. Определение допустимого времени начала преодоления следа
- •2.2.6. Определение допустимого времени пребывания на загрязненной территории
- •2.2.7. Определение допустимого времени начала работ на загрязненной территории
- •3. Выявление и оценка радиационной обстановки по данным разведки
- •3.1. Выявление радиационной обстановки по данным разведки
- •3.2. Оценка радиационной обстановки по данным разведки
- •1. Общие положения
- •2. Прогнозирование глубины зоны загрязнения ахов
- •2.1.2. Определение эквивалентного количества вещества во вторичном облаке
- •2.2. Расчет глубины зоны загрязнения при аварии на химически опасном объекте
- •4. По приложению 2 интерполированием находим глубину зоны загрязнения:
- •2.3. Расчет глубины зоны загрязнения при разрушении химически опасного объекта
- •3. Определение площади зоны загрязнения ахов
- •1. Рассчитываем площадь зоны возможного загрязнения по формуле (9):
- •4. Определение времени подхода загрязненного воздуха к объекту и продолжительности поражающего действия ахов
- •4.1. Определение времени подхода загрязненного воздуха к объекту
- •4.2. Определение продолжительности поражающего действия ахов
- •Порядок нанесения зон загрязнения на топографические карты и схемы
- •Радиационная и химическая безопасность населения
3.4. Методология обоснования приемлемых уровней риска
При проведении расчетов и обоснований, связанных с анализом, оценкой риска и выработкой мер по обеспечению безопасности, необходимо опираться на научно обоснованные, приемлемые уровни радиационного и химического рисков.
Для практической реализации принятого в России принципа оценки безопасности необходимы анализ и научное обоснование целесообразных, приемлемых для общества, с учетом социально-экономических, психологических и других факторов, уровней риска.
В программе проведения такого рода анализа и обоснований предусматривается выполнение соответствующих специальных исследований, а также гуманитарная экспертиза социальной приемлемости техногенных опасностей всех видов, в особенности опасностей радиационной, а также и химической природы.
Из всех видов риска, возникающих при техногенных нагрузках на окружающую среду, обычно главное внимание сосредоточивается на риске для здоровья и жизнедеятельности людей. При этом рассматриваются индивидуальный, коллективный и социальный риски.
Как уже отмечалось, риски воздействия и нанесения ущерба, связанные с функционированием объектов, опасных в радиационном отношении, принято называть радиационными.
Индивидуальный радиационный риск, как правило, выражается вероятностью радиационных поражений людей, которые влекут за собой ухудшение здоровья, в том числе онкологические заболевания. При этом имеются в виду заболевания со смертельным исходом, то есть гибель людей. Чаще всего определяется вероятность смертельного поражения (гибели) одного человека за определенный срок, например, за год. В табл. 3.5 [6] приведены данные по индивидуальному радиационному риску.
Таблица 3.5
Риск смертельных радиационных воздействий искусственной среды
обитания (на человека в год)
Виды воздействия |
Риск смерти |
Примечание |
Глобальное выпадение радиоактивных веществ |
(2—5)10-7 |
При годовой популяционной дозе (1—2)104 чел. Зв |
Выбросы и отходы АЭС |
5-10-8-3-10-7 |
При дозе (1—5)-10-2 мЗв в год на границе зоны АЭС |
Медицинские процедуры с применением излучений |
5-10-6 |
При годовой популяционной дозе 1,5-105 чел. Зв |
Все виды воздействия искусственных источников ионизирующего излучения |
(3—6)10-6 |
Исключая профессиональное облучение |
Прочие воздействия ионизирующего излучения на население |
(1—2)10-7 |
Радиоактивные вещества в товарах широкого потребления, облучение при полетах на самолетах |
Понятие коллективного (группового) риска введено для оценки риска определенных категорий населения, персонала радиационно опасных объектов, а также в целом населения отдельного региона, страны и даже всей Земли. Величина коллективного риска представляет собой вероятность радиационных поражений определенного количества людей. При определении этой величины учитывается, что различные категории людей обладают неодинаковой восприимчивостью к воздействию радиационных факторов. В этом смысле рассматриваемый вид риска имеет социальную окраску. В табл. 3.6 иллюстрируются данные по уровням коллективного риска, обусловленным искусственными источниками облучения, заимствованные в работе С.Г. Чухина [131].
Таблица 3.6
Уровни коллективного радиационного риска (число случаев переоблучения в год)
Источник радиационного риска |
Население бывшего СССР |
Население Земли |
Ядерная энергетика |
7 |
50 |
Испытания ядерного оружия (выпадение радиоактивных веществ) |
48 |
820 |
Медицинское облучение |
6 600 |
33 000—82 000 |
Социальный радиационный риск, так же как и коллективный, оценивается количеством людей, которые могут оказаться подвержены радиационному ущербу. Однако сходство этих понятий в определенной мере является формальным. По сути, социальный риск имеет существенные особенности. Главная особенность вытекает из того, что приемлемые уровни этого вида риска определяются с учетом отношения общества к радиационной опасности, обусловленной наличием в районе радиационно опасного объекта.
Количественно он выражается вероятностью того, что при радиационной аварии или другом событии число людей, подвергшихся радиационному ущербу (ухудшению здоровья, смертельным поражениям и т.п.), будет не менее определенной величины. Численное значение социального риска относится к единичному событию (катастрофе, аварии, происшествию) или к совокупности такого рода событий, развивающихся по различным сценариям. Во втором случае в число учитываемых при оценке социального риска событий включаются лишь те, при которых радиационный ущерб будет не ниже определенного значения.
Взгляды на расчет уровней социального риска, нашедшие отражение в работах отечественных и зарубежных авторов [67, 89, 131], страдают неоднозначностью. Основываясь на анализе этих взглядов, представляется возможным высказать следующие соображения по содержанию и порядку расчетов.
При оценке социального риска для единичного события прежде всего необходимо провести расчет усредненного количества людей (N), подвергающихся рассматриваемому виду радиационного ущерба в случае возникновения радиационной аварии, катастрофы или происшествия, по формуле:
к
N = R2( t)R3( т) X P0i (т)щ (т),
(3.23)
i=1
где: i?2(T) — вероятность формирования дозовых нагрузок определенного уровня;
^3(х) — вероятность того, что дозовые нагрузки вызовут рассматриваемый радиационный ущерб;
Р0/(т) — вероятность того, что в том месте, где проявляется радиационное воздействие, окажется i-ая группа людей с одинаковыми условиями облучения;
пДт) — количество людей в группе;
т — расчетный момент времени;
к — количество расчетных групп.
Суммирование производится по всем группам людей, характеризующимся в среднем одинаковыми условиями облучения. В расчет принимаются средние для каждой группы дозовые нагрузки.
Далее логико-вероятностным или иным методом находится вероятность возникновения радиационно опасного события. Полученная величина интерпретируется как вероятность того, что определенное количество людей, не меньшее чем N, может быть подвержено радиационному ущербу:
R(n > N) = R
(3.24)
где: R(n > N) — значение социального риска при рассматриваемом радиационно опасном событии (катастрофе, аварии, происшествии);
R{ — вероятность (частота) возникновения радиационно опасно-
го события.
В том случае, когда при определении уровня социального риска целесообразно учесть ряд событий, развивающихся по различным сценариям и влекущих за собой радиационный ущерб, следует провести расчеты по приведенной схеме для каждого события. Затем, проанализировав полученные результаты, необходимо обосновать социально значимый радиационный ущерб, который выражается числом N. Далее следует провести ранжировку всех радиационно опасных событий, выделить те из них, для которых n > N, просуммировать для этих событий вероятности возникновения и таким образом найти:
m
R(n > N) = £Ru, (3.25)
i=1
где: m — число учитываемых при расчете социального риска событий.
Расчеты уровня социального риска могут быть проведены и иным путем, если ввести в рассмотрение некую случайную величину n', включающую в себя все параметры стохастической природы, от которых зависит количество людей, подвергающихся радиационному ущербу, в том числе изменчивость направления и скорости ветра и других метеофакторов. При этом условии несколько иное содержание и значение приобретут величины R2 и R3. С учетом указанных замечаний:
00
R(n > N) = n(t)RiR2(t)R3(t) J f (n')dn', (3.26)
N
где: f (n') — функция распределения случайной величины n'.
Как уже отмечалось ранее, количественная мера риска может быть выражена через математическое ожидание ущерба. Пользуясь такого рода подходом, В.К. Сухоручкин и А.Н. Гавришин [142] величину социального риска предлагают определять по формуле, которая в общем виде выражается:
Rmo = R?Ym, (3.27)
где: Ri и Y — в прежних обозначениях;
n и m — показатели, отражающие отношение общества к различным величинам вероятностей и ущербов.
В том случае, когда при оценке риска принимаются во внимание все возможные сценарии развития аварий, формула приобретает вид:
Rmo =JtRinYim. (3.28)
i=1
Практически любое воздействие ионизирующих излучений связано с некоторой степенью риска. Поэтому основной принцип, которым руководствуется Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) при выработке рекомендаций по обеспечению радиационной безопасности, состоит в том, чтобы доза облучения находилась на разумно достижимом низком уровне с учетом экономических и социальных факторов. В соответствии с этим принципом оценка радиационного риска производится через дозу облучения, являющуюся основным параметром, отражающим вредное воздействие всех факторов радиационной природы. При этом анализируются индивидуальные эффективные дозы облучения, отражающие суммарный эффект облучения организма, и коллективные эффективные эквивалентные дозы, получаемые группами людей и определяемые путем суммирования индивидуальных доз (коллективные дозы измеряются в чел-Зв.). Коллективную эффективную эквивалентную дозу, которую получает поколение людей от какого-либо радиоактивного источника за все время его дальнейшего существования, называют ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозой.
При обосновании уровня приемлемого радиационного риска исходят из общепринятых принципов МКРЗ, которые являются основой для принятия решений по радиационной защите. Главный смысл этих принципов состоит в целесообразности обеспечения максимально возможной безопасности, в стремлении к тому, чтобы дозы облучения были настолько низкими, насколько этого можно достичь техническими и организационными мерами с учетом экономических и социальных факторов в ограничении эквивалентной дозы облучения рекомендуемыми пределами.
Пределами являются уровни доз облучения и соответствующие им уровни рисков, которые не должны превышаться ни при каких обстоятельствах.
Возможность реализации требований радиационной защиты по пределам доз и рисков не вызывает особых опасений и гарантируется, когда население и персонал радиационно опасных объектов подвергаются контролируемому облучению. Заметим, что под контролируемым облучением в данном случае, в соответствии с терминологией, используемой в документах МКРЗ, понимается облучение, имеющее место при нормальных эксплуатационных режимах функционирования радиационно опасных объектов, когда уровни радиационных полей и концентраций радиоактивных веществ регламентированы и постоянно контролируются системой радиационного мониторинга. В отличие от контролируемого, под неконтролируемым облучением имеется в виду облучение в аварийных условиях, когда уровни полей и концентраций выходят из-под контроля, что влечет за собой возможность существенного изменения радиационной обстановки.
В аварийных случаях на уровни доз облучения и радиационного риска значительное влияние оказывает стохастический характер многих факторов развития аварии, а также параметров метеообстановки, определяющих закономерности распространения радиоактивных веществ в окружающей среде. Фактические величины уровней риска могут быть оценены только с определенными, иногда достаточно большими, ошибками. В связи с этим при анализе и оценке риска представляется целесообразным наряду с пределом риска пользоваться еще одной величиной риска, при совпадении с которой расчетное значение риска для аварийных условий с определенной гарантированной вероятностью не превышало бы предела риска. Эту величину назовем условным пределом риска.
При известном законе распределения плотности вероятности случайной величины риска в зависимости от изменения факторов аварии, условный предел риска может быть легко найден. Однако указанный закон распределения неизвестен. Во всяком случае, данные по этому поводу в доступных нам публикациях отсутствуют. В связи с этим в большинстве государств, занимающихся использованием ядерной энергии наряду с пределом риска устанавливается некая величина уровня риска, называемая целью риска. Смысл этой величины практически совпадает с введенным выше понятием — условным пределом риска. Определение же величины цели риска предусматривается главным образом на основе опытных данных и интуиции методом экспертных оценок.
Как уже отмечалось, уровень предельного риска не должен превышаться ни при каких обстоятельствах. Превышение же цели риска допускается. При этом риск, превышающий цель риска, считается приемлемым, если он мал настолько, насколько это достижимо.
Расчет и установление пределов и целей риска обычно проводится для определенных категорий персонала радиационно опасных объектов и населения. В соответствии с рекомендациями МКРЗ, при анализе и оценке радиационной опасности вводится понятие о «критической группе» облучения. В качестве «критической группы» облучения рассматриваются лица из населения, находящегося у границ площадки объекта. По принятой у нас терминологии, это ограниченная часть населения, принадлежащая к категории Б облучаемых лиц, которые находятся на внутренней границе наблюдаемой зоны. Выбор этой части населения в качестве критической группы облучения обусловлен тем, что она (после персонала объекта) испытывает наибольшую радиационную нагрузку как при контролируемом, так и неконтролируемом облучении.
В табл. 3.7 приведены значения предела и цели индивидуального риска ранних и отдаленных смертей, принятые МКРЗ и органами надзора за безопасностью ряда стран.
Данные, приведенные в табл. 3.7, свидетельствуют о неоднозначности взглядов специалистов различных стран на уровни предела и цели риска. Тем не менее на основе этих данных сформулированы [131] рекомендации по уровням индивидуального риска смерти, связанного с функционированием АЭС. В частности, уровень предела риска считается целесообразным принимать равным 10-5 на человека в год. Значительное превышение этого предела недопустимо. Отмечается, что из-за присущих показателю риска неопределенностей использование указанного предела имеет некоторые ограничения. Уровень цели риска рекомендуется принимать равным 10-6 на человека в год. Смертельные риски, которые имеют значения ниже этого уровня, считаются несущественными.
Как
известно, аварии, происходящие на
радиационно опасных объектах, различаются
по своему характеру и степени возникающей
радиационной опасности. В связи с этим
полный уровень риска при такого рода
авариях целесообразно расчленять
на отдельные риски, обусловленные
различными путями развития аварии,
характеризующимися определенными
вероятностями реализации. Полный (общий)
уровень риска при таком условии может
быть вычислен как сумма произведений
вероятностей реализации принимаемых
во внимание путей развития аварий на
соответствующие вероятности нанесения
радиационного ущерба со смертельным
исходом.
Понятие риска от аварии определенного типа (пути развития аварии) оказывается не только полезным, но и необходимым при оценке безопасности тех или иных технических систем радиационно опасных объектов.
Изложенные выше соображения принимаются во внимание при установлении критериальных уровней риска. При этом считается весьма полезным учитывать возможные типы аварий (пути развития аварии) и выражать количественной мерой их вклад в уровень предела и цели риска. При отсутствии необходимой информации для проведения расчетов предел и цель для определенного пути развития аварии могут быть приняты равными 10 % от их полного значения [131]. В соответствии с этим уровень цели риска в расчете на отдельный путь развития аварии рекомендуется принимать равным 10-7 на человека в год.
Обоснования уровней риска могут проводиться и в соответствии с методологией, основывающейся на концепции «польза—вред» («оправданность деятельности»), которая рекомендована Международной комиссией по радиологической защите и нашла отражение в наших национальных нормах радиационной безопасности.
Суть этого подхода состоит в следующем.
В формализованном виде записываются решения по основным принципам ограничения облучения персонала радиационно опасных объектов и населения (оправданность деятельности; оптимизация защиты; непревышение дозо-вых пределов):
W = V - (G + B) > 0, (3.29)
Д < Ддоп, (3.30)
W — max, (G + B) -- min, (3.31)
где: W — чистая польза (доход), приносимая функционированием ра-диационно опасного объекта; V — общая польза, приносимая объектом; D, Вдоп — доза облучения и дозовый предел соответственно; G, B — в прежних обозначениях и стоимостном выражении.
Условие социально-экономической оправданности той или иной технологии и приемлемости радиационного риска вытекает из соотношения (3.31), когда W = 0, и записывается в виде:
B < V -C. (3.32)
Любой выбранный уровень безопасности характеризуется соответствующим уровнем радиационного воздействия, в качестве которого в проводимом анализе целесообразно принять коллективную дозу облучения (Ск):
да
Ск = | DN (D)dD. (3.33)
0
Чем больше Ск, тем меньше степень защищенности. С увеличением Ск затраты на соответствующее предотвращение ущерба (снижение уровня риска) или, иначе говоря, достижение уровня защиты G уменьшаются. При уменьшении Ск, то есть при повышении требований к обеспечению радиационной безопасности, затраты возрастают.
Далее проводится дифференциальный анализ «польза—вред», целью которого является определение условий, когда чистая польза имеет максимальное значение. Для проведения этого анализа дифференцируется по переменной а
равенство,
вытекающее из соотношения (3.29). При
дифференцировании этого соотношения
получаем:
dW
dV
(dG
dB
1
' 1 (3.34)
da da у da da Максимальная польза, то есть W = max, соответствует равенству нулю про-
dW
изводнои . Таким образом, условие максимальной полезности запишется
da
в
виде:
dV
(dG
+
—1 = 0. (3.35)
Поскольку для определенного вида и режима функционирования любого объекта, в том числе радиационно опасного, общая польза может считаться величинои постояннои, не зависящеи от a, то последнее условие приобретает
вид:
(dG , (dB,
~Т~ = _1Г . (3.36)
А это означает, что оптимальный вариант с точки зрения «затрат—пользы» соответствует тому случаю, когда увеличение стоимости за счет затрат, обеспечивающих снижение коллективной эквивалентной дозы облучения на одну единицу ее стоимости, уравновешивается снижением стоимости вреда (наносимого ущерба, риска) на ту же величину.
Существенный недостаток рассмотренного подхода к обоснованию приемлемого уровня индивидуального радиационного риска — в том, что здесь упор делается на экономические соображения и не учитывается в явном виде социальный и психологический факторы.
При анализе результатов обоснований уровня приемлемого риска закономерно возникает вопрос о выработке стратегии перехода от существующего состояния к более совершенному, характеризующемуся приемлемым риском. Этот переход является, по существу, одним из элементов управления риском. Однако его уместно рассмотреть в данном параграфе.
Выбор стратегии перехода, как это следует из рассмотренных выше подходов к обоснованию риска, должен осуществляться с учетом возможностей внедрения перспективных технологических процессов и других методов снижения риска, а также экономических критериев.
Опираясь на методологические принципы регулирования качества природной среды, которых придерживается Ю.А. Израэль [45], для выбора стратегии перехода можно ввести понятие экономического оптимума при переходе к приемлемому радиационному риску, вкладывая в него смысл состояния перехода, при котором достигается минимум экономических затрат на предотвращение риска, а также компенсацию последствий выбросов радиоактивных веществ (экономического ущерба, то есть радиационного риска в стоимостном выражении).
Этот оптимум имеет место в том случае, когда прирост издержек предотвращения риска при переходе системы в новое состояние (к приемлемому риску) становится равным снижению радиационного риска, то есть когда имеет место равенство (по модулю):
(3.37)
dt dt
В том случае, когда представляется возможным учесть изменение «значимости» затрат и радиационного ущерба, исходя из растущих возможностей общества, основываясь на введенном понятии экономического оптимума, можно найти функцию G* (t), при которой достигается минимальная сумма затрат и ущерба, и момент начала этих минимальных затрат t*.
Это можно сделать исходя из условия:
T T foo т
JG* (t)C(t)dt + JB(t)g(t)dt = minJ JG(t)C(t)dt + JB(t)g(t)dt L (3.38)
где: C(t), g(t) — монотонно убывающие функции, которые характеризуют
изменение «значимости» затрат и ущерба во времени; t0, t1 — моменты начала воздействия радиационных факторов и на- чала вложения затрат на предотвращение риска; T — момент достижения уровня приемлемого риска.
Предполагается, что вид функции B(t) определен, а минимум суммарных экономических затрат на предотвращение риска и его компенсацию в расчете на переходный процесс обоснован.
Приемлемый уровень социального риска определяется с учетом отношения общества к радиационной опасности в данном районе. При этом принимается во внимание степень психологического благополучия индивидуума в соответствии с его пониманием риска и меры воздействия радиационных факторов на людей. При определении приемлемого уровня социального радиационного риска учитывается, что облучение, связанное с функционированием объектов ядерного топливного цикла, соединяет в глазах общественности все негативное, что связано вообще с каким бы то ни было риском. Следует заметить, что по результатам исследований, приведенных в работе Э.Дж. Хенли и X. Кума-мото [153], частота благоприятного отношения общественности к ядерной энергии выражается законом распределения, близким к нормальному. При этом математическое ожидание частоты сдвинуто от нулевой отметки в сторону положительных значений.
Широко известно, что общественность по-разному реагирует на риск. Приемлемый уровень смертельного риска при добровольном участии людей в том или ином опасном мероприятии на три порядка выше, чем при вынужденном. Точно так же хорошо известно, что общество считает одиночные, но с тяжелыми последствиями события менее приемлемыми, чем большое количество малых происшествий при той же степени риска.
Для определения уровня приемлемого социального риска обычно проводится графоаналитический расчет с использованием критериальных кривых риска, построенных на основе интерпретации для этого случая метода Фармера [153].
Построение критериальных кривых не составляет особого труда при наличии информации о частоте возникновения возможных радиационных аварий различного типа, характеризующихся соответствующим количеством и характером выброса радиоактивных веществ, а также радиационным ущербом, выраженным числом смертельных поражений людей. По этим данным находятся графические зависимости f (>N)от N, где N — число смертей, а f (>N) — частота событий при числе смертей больше N, для установленных уровней предела и цели риска с учетом соображений социального характера (рис. 3.1).
N, число смертей
Рис. 3.1. Критерии социального риска
Кривые уровней предела и цели риска на рис. 3.1 называют кумулятивными функциями распределения. Они могут иметь различный характер. В частности, это могут быть прямые линии.
Наклон прямой линии (прямого участка функции распределения), характеризующийся тангенсом угла наклона, равным —1, свидетельствует о постоянной величине уровня риска. Такое положение имеет место в области небольших аварий (левая часть графиков на рис. 3.1).
Для крупных аварий, которым соответствует большое количество смертельных радиационных поражений, наклон линии больше. Это является отражением высокой значимости риска в восприятии населением. Для предельных последствий, связанных с полным выбросом радиоактивности и наиболее неблагоприятными условиями в течение всего выброса, линия приближается к вертикальному положению. Это связано с крайне малой вероятностью возникновения такого события.
Выбор уровней приемлемого социального риска производится внутри заштрихованной области или области, расположенной ниже ее. Так же, как и при выборе уровня индивидуального риска, риски, находящиеся ниже целевой линии, рассматриваются как незначительные и безусловно приемлемые.
При проведении графо-аналитического расчета, наряду с предельной и целевой линиями риска, может наноситься на график и использоваться для анализа линия условного уровня предела риска. Эта линия отстоит от предельной линии на расстоянии, соответствующем определенному количеству срединных вероятных отклонений величины риска от его математического ожидания, при котором с заданной гарантированной вероятностью уровень условного риска не превысит уровень предельного риска. Следует, однако, еще раз заметить, что определение условного уровня предела риска связано с большими трудностями. Практическое применение находит главным образом анализ риска с помощью целевой линии риска.
Для проведения обоснований приемлемого радиационного риска весьма полезными могут оказаться данные по уровням риска, полученные различными авторами расчетным путем и на основе экспертных оценок.
Заслуживают внимания расчетные уровни индивидуального радиационного риска, соответствующие установленным нормами радиационной безопасности пределам доз облучения (табл. 3.8).
Приведенные в табл. 3.8 величины являются условными вероятностями ухудшения здоровья людей при детерминированных значениях доз. Иными словами, это значения биологического риска (третьей составляющей риска).
Представляют практический интерес уровни радиационного риска, обусловленного естественным фоном и некоторыми искусственными источниками облучения (табл. 3.9).
При оценке потенциальной опасности и риска атомных электростанций и других объектов с реакторными установками большая роль отводится определению вероятности большого выброса радиоактивных веществ. Указанная вероятность принимается в качестве критерия риска АЭС.
Правда, в настоящее время нет еще однозначного толкования понятия большого выброса. За меру большого выброса принимают и общую активность в выбросе, и долю вышедшей активности от полного количества радиоактивных веществ в активной зоне, и другие характеристики. К большим выбросам относят выбросы, приводящие хотя бы к одной ранней смерти за пределами площадки АЭС, выбросы, вызывающие необходимость эвакуации населения.
Средний
индивидуальный риск облучения населения
Земли и бывшего СССР
В США, где, как и во многих других странах, нет установившейся однозначной характеристики большого выброса, тем не менее принято значение предельной вероятности большого выброса, которую нельзя превышать. Эта вероятность равна 10-6 на один реактор в год.
Во Франции для АЭС установлена величина вероятности неприемлемых последствий, равная 10-6. Под неприемлемыми последствиями в данном случае понимается выброс радиоактивных веществ, связанный с разрушением защитной оболочки реактора в результате падения самолета или с длительным обезвоживанием активной зоны реактора из-за полного обесточивания и т. п.
В нашей стране к большому выбросу принято относить такой выброс, который приводит к необходимости эвакуации населения за пределы так называемой планируемой зоны. Под планируемой понимается зона в радиусе не менее 25 км, на границе которой эквивалентные дозы облучения в течение года не должны превышать 0,1 Зв на все тело и 0,3 Зв при тех же условиях на щитовидную железу ребенка, в расчете на ингаляционное поступление в организм радиоактивного йода.
Предельное значение вероятности большого (предельного) выброса у нас установлено равным 10-7 на реактор в год [40]. При этом рекомендуется, чтобы оценочное значение вероятности тяжелого повреждения или расплавления активной зоны реактора при запроектных авариях не превышало 10-5 на реактор в год.
Картина с уровнями риска была бы неполной, если не привести так называемые естественные границы риска.
По данным Ю.А. Израэля [45], естественными границами риска для человека является диапазон между 10-2, что соответствует вероятности заболеваемости на душу населения, и 10-6, что соответствует нижнему уровню риска природной катастрофы или другой серьезной опасности.
Нижний уровень риска согласуется с приведенными ранее уровнями радиационного риска.
В настоящее время еще нет жестких требований по установлению уровней риска. Можно лишь сослаться на нормативный документ временного характера, разработанный Методологической группой при Главгосэкоэкспертизе под руководством профессора Е.Е. Ковалева. В соответствии с Временными требованиями и критериями оценки регионального экологического риска, являющимися содержанием этого документа, при нормальной эксплуатации и авариях промышленных объектов приняты следующие нормативные значения уровня риска в расчете на человека в год:
персонал предприятий — 10—5;
люди, находящиеся в буферной (санитарно-защитной) зоне — 10-6;
население региона — 10-6.
Уровень риска экологических последствий для населения за пределами региона, включая трансграничные и глобальные эффекты, установлен равным 10-8.
При оценке риска определенные трудности возникают при наличии в регионе большого числа источников опасности. В частном случае, когда этими источниками являются радиационно опасные объекты, задача несколько упрощается ввиду того, что механизм воздействия ионизирующих излучений на окружающую среду может считаться одинаковым, независимо от вида и физико-химического состояния радионуклидов. Хотя и здесь можно увидеть некоторые особенности, связанные с характером облучения, видом излучения и т. п. Тем не менее для группы разнородных радиационно опасных объектов представляется возможным произвести оценку кумулятивного радиационного риска, полагая, что радиационные факторы обладают свойством аддитивности.
В ряде случаев при оценке риска, обусловленного совместным действием различных по своей природе или характеру воздействия факторов, требуется тщательный анализ вклада каждого из этих факторов в конечный эффект.