Гордон Безопасност ядерныкх обектов 2014

Глава 4 МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ПОКАЗАТЕЛИ

БЕЗОПАСНОСТИ АС

Как показано выше, в различных ведомствах, таких как Ростехнадзор, МЧС, Минздрав и др., культивируются в зависимости от их задач и функций собственные подходы к терминологии, методы анализа безопасности и т.д. В начале 21-го века в НТЦ ЯРБ совместно с коллегами из атомного надзора был проведён их сравнительный анализ, результаты которого были оформлены в виде упомянутой монографии [4], где проанализирован большой объем литературных источников из различных сфер промышленной деятельности.

Излагаемые ниже идеи вытекают из попытки ответить на следующие простые вопросы:

1.Что мы имеем в виду, говоря о повышении или об уровне безопасности?

2.Какими методами устанавливается и анализируется безопасность?

3.Какими критериями может количественно измеряться безопасность?

4.Являются ли показатели эксплуатации критериями безопасности?

5.Свидетельствуют ли нарушения эксплуатации АС об уровне безопасности?

Ответ на первый вопрос содержится в предыдущей главе. В

этой – попытаемся ответить на остальные. Известно, что в 1986 г. на Чернобыльской АЭС было зафиксировано минимальное по сравнению с другими АЭС количество нарушений, а значит, используемые до сих пор так называемые показатели безопасности следует тщательно проанализировать.

События, происходившие в это время в окружающем мире, способствовали этой работе. Развитие техногенной сферы сопровождалось таким количеством аварий, что их анализ стал предметом пристального внимания специалистов и общественности. Природные катаклизмы не только демонстрировали свою мощь, но и серь-

61

езно воздействовали на техногенную среду. Общественные противоречия привели к тому, что отдельные страны и организации оказались способными инициировать катастрофы, которые по своим масштабам сравнимы с природными и техногенными.

Основные причины аварий, сформулированные в [25] применительно к атомной отрасли, вполне соответствуют пониманию специалистов различных ведомств:

старение опасных объектов и износ технических систем, особенно рост количества аварий в ЖКХ; старение и депрофессионализация кадрового персонала, исход

инженеров и учителей, утеря ряда специальностей, профессий, технологий; зачаточное состояние менеджмента систем качества предпри-

ятий и управления проектами; снижение доли государственного сектора в промышленном

производстве, приводящее к разрушению служб и систем техники безопасности, избавлению от вредных участков и отходов, падению ответственности руководства за их состояние и безразличие исполнителей (фактическое обесценивание жизни рабочей силы); низкий уровень профессионализма и престижа рабочих и инже-

нерно-технических специальностей у нового поколения, рост малоквалифицированной и безответственной «наёмной» рабочей силы; падение общей технологической, поведенческой и медицинской

культуры – рост санитарно-эпидемиологического неблагополучия и вспышки заболеваний (чума, туберкулез и т.п.) и эпидемий; рост асоциальных настроений, алкоголизма, криминалитета и

числа лиц без постоянного места работы и жительства; рост террористических проявлений от захвата заложников с це-

лью выкупа, до крупных диверсионных актов, чудовищный рост информационного терроризма; отсутствие положительных стимулов к жизни, патриотизма;

низкая продолжительность жизни, вымирание населения.

62

Вклад человеческого фактора среди причин возникновения аварии примерно оценивается следующими величинами:

вхимической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности (до 79 %);

вугольной промышленности (более 70 %);

внефтегазодобывающей промышленности (64 %);

на магистральных трубопроводах (53 %);

вугольной промышленности (со смертельным исходом – 28 %);

вгорнорудной и на объектах подземного строительства (24 %). В различных источниках можно найти данные, подобные тем,

что приведены в табл. 4.1, взятой также из [25]. К сожалению, такие таблицы не сопровождаются указаниями о методах расчёта приводимых величин. В них результаты расчётов реальных событий сравниваются с теми, которые только вероятны.

В [4] отмечено, что сопоставление таких данных малосодержательно, так как реальные и потенциальные события проявляются по-разному, и в разных отраслях используют различные параметры отнесения. Тем не менее существуют примеры, когда такие сравнения делаются даже в нормативных документах. Приведённые в предыдущей главе представления о физическом смысле понятий безопасности позволяют правильно разобраться в подобных данных.

Так, ещё в 1980-е годы, реагируя на Чернобыльскую аварию, регулирующий орган США попытался установить количественные цели радиационной безопасности человека. В заявлении о политике [115] предложены следующие два критерия:

1)для среднего индивидуума в окрестности АС риск внезапной смерти в результате аварии на реакторе не должен превышать 0,1 % суммы рисков внезапной смерти от других инцидентов, которым обычно подвергается каждый житель США;

2)риск для населения, проживающего возле АС, погибнуть от рака, являющегося следствием работы АС, не должен превышать 0,1 % суммы рисков погибнуть от рака, возникающего по другим причинам.

63

С сегодняшней точки зрения, такая попытка сродни заявлению [104], возникшему как реакции на аварию на Фукусиме. Понятно,

64

что риск внезапной смерти из-за аварии или риск заболеть раком вследствие работы АС – это характеристики потенциальной составляющей ЯРБ, которые сравниваются с уже произошедшими реальными событиями от других инцидентов в техносфере. Это – одна из причин, по которым такие показатели не были восприняты общественностью, хотя в [115] указано, что рассматриваются приемлемые риски, а не приемлемые смерти.

Проблемы индивидуальной безопасности не могут быть решены в отрыве от технических, экологических, социальных и т.п. аспектов обеспечения безопасности человечества в целом. В последние годы появилось множество научных, философских и публицистических работ, посвященных различным сторонам глобальной общечеловеческой проблемы. Всё это привело к структурным переменам в организации государственной власти, в законодательстве, международном праве и т.п.

С начала 1990-х годов в Российской Федерации начали формироваться структуры законодательной власти и пакет законодательных актов, посвященные этим же проблемам. Всё это потребовало организации целого ряда специфических научных мероприятий. В научных институтах появились подразделения, занимающиеся различными аспектами безопасности. В ведомствах и Академии наук РФ созданы специальные институты и научные центры.

Так что вопросами безопасности занимается большое число людей в различных отраслях и организациях. В некоторых институтах введён учебный курс по программам «Техносферная безопасность» и «Безопасность жизнедеятельности», начата подготовка студентов по этим специальности. Но в настоящее время еще не хватает систематически образованных специалистов по безопасности, ещё мало общепризнанных учебников в этой области знаний.

Вместе с тем растет число публикаций в организациях вышеупомянутых ведомств, а также в других промышленных отраслях (авиационной, космической, химической, нефтегазовой и т.д.). В этих работах рассматриваются различные актуальные проблемы, используются разные подходы к решению сходных задач, подготовлены обстоятельные обзоры и обобщения научных исследований [26–30]. Анализ всех этих работ позволил сформировать изла-

65

гаемую систему взглядов на безопасность и методы анализа ЯРБ объектов, которые должны дать представление, безопасен ли объект.

Наличие двух составляющих безопасности требует как минимум двух критериев, по которым можно судить о безопасности. Для действительной составляющей таким критерием является отсутствие переоблученных людей, которые подверглись радиационному воздействию выше нормативных значений, установленных Минздравом [21, 22]. Если радиационное воздействие хотя бы на одного человека выше нормы, то действительная составляющая безопасности больше нуля и радиационная безопасность человека не может считаться обеспеченной. Чем больше количество переоблученных и выше величины радиационного воздействия, тем опаснее объект.

Это очень жесткий критерий, который ни в одной отрасли не применяется. В угольной, химической, нефтяной промышленности, на транспорте, в космосе опасность объектов оценивается по количеству погибших или искалеченных, хотя зачастую в обыденной жизни мы находимся в поле концентраций химически опасных веществ, превышающих нормативные значения в несколько раз.

При переоблучении возникает риск потери здоровья или жизни, зависящий от многих факторов: величины полученной дозы, продолжительности воздействия радиации, органов, подвергшихся облучению, возраста, накопленной дозы и т.п. Это уже область радиационной медицины [23]. То есть реальная составляющая безопасности объекта обусловливает вероятностный, стохастический риск потери здоровья.

Как уже отмечалось, потенциальная составляющая безопасности определяется вероятностью аварии, и ее показатель должен иметь вероятностный характер. В отечественных нормах, например в [18], нет такого установленного критерия безопасности. Нормы содержат целевые показатели, которые будут приведены далее. К ним следует стремиться проектантам, персоналу АС – всем тем, от чьих усилий зависит вероятность тяжелой аварии. Кстати сказать, такой же подход принят в упомянутом выше заявлении [115].

Следовательно, критерием потенциальной составляющей безопасности является тенденция изменения этой вероятности: если вероятность тяжелой запроектной аварии в процессе эксплуатации

66

АС не стремится к установленным целевым показателям, то АС не может быть признана безопасной. Далее также будут приведены математические выражения обоих основных критериев, результаты их расчетов, анализ этих результатов.

Для действующих объектов существуют два вида анализов безопасности для оценки обеих составляющих. Анализ опыта эксплуатации использует результаты уже произошедших событий и, в свою очередь, состоит из двух этапов: анализа нарушений эксплуатации и установления обратной связи по опыту эксплуатации для того, чтобы предотвращать повторение нарушений. Часто можно слышать: «Анализ опыта эксплуатации лежит в основе заключений о безопасности объекта». Это лишь отчасти верно. Опыт эксплуатации относится к прошлому объекта, поэтому на его базе можно только логически утверждать, что безопасность объекта была

обеспечена.

Уверенно экстраполировать зависимость любой величины от времени на будущее можно исключительно при знании закона изменения этой величины и при надежде, что в будущем этот закон сохранится. Такое заключение возможно лишь для той части активной составляющей безопасности, которая определяется детерминистскими процессами, и то, если не вмешивается человек. Законы распространения ионизирующего излучения, способы и правила защиты от его воздействия известны. И только пока они выполняются, есть основание утверждать, что активная составляю-

щая безопасности будет обеспечена.

Потенциальная же составляющая безопасности действующих объектов по определению случайна. Это значит, что отсутствие аварий в прошлом не гарантирует их исключения в будущем. Точнее, гарантирует с той вероятностью, которая как раз и рассчитывается вероятностными анализами безопасности (ВАБ), которые имеют хорошо известные ограничения в применении. Так называемый ВАБ-1 энергоблока АС рассчитывает частоту повреждения твэлов свыше установленных пределов, то есть частоту повреждения активной зоны (ЧПЗ), которая является причиной тяжёлых радиационных аварий. С помощью ВАБ-2 осуществляется расчет частот аварийного выброса радиоактивных веществ. ВАБ-3 рассчитывает частоты и дозы сверхнормативного облучения населения.

67

Определённой трудностью в количественной оценке ядерной безопасности является установление связи между ЧПЗ и вероятностью ядерной аварии, которой по определению измеряется ядерная безопасность АС. В монографии [4] для этого предложено использовать теорию массового обслуживания [24], которая в качестве первого приближения с целым рядом допущений даёт простое соотношение:

где Р – вероятность ядерной аварии, λ – ЧПЗ, τ– время.

Это уравнение вполне соответствует теории надёжности, где λ означает интенсивность отказов.

Там же отмечено, что строгое математическое решение задачи об установлении связи между частотой и вероятностью единичных событий, к которым относится тяжёлая ядерная авария, неизвестно. К таким событиям нельзя даже применить понятие «поток», а уж тем более назвать его простейшим, однородным, пуассоновским, так как после наступления события объект, по сути, перестаёт существовать. Поэтому данную формулу следует рассматривать как модель, позволяющую оценить тенденции искомой связи. Эта модель, тем не менее, может быть верифицирована здравым смыслом: чем дольше время эксплуатации объекта, тем выше вероятность аварии на нём.

На рис. 4.1 эта зависимость построена в логарифмических координатах и иллюстрирует идеализированный жизненный цикл нормальной эксплуатации АС. На отрезках АВ, СD, ЕF осуществляется эксплуатация без каких-либо ремонтов и модернизаций, которые проводятся раз в 10 лет на отрезках ВС, DЕ и FG. Такое допущение сделано для наглядности изложения.

Очевидно, что не вполне корректно сравнивать результаты ВАБ для различных действующих энергоблоков, так как каждый из них имеет свои особенности, конфигурацию, специфическую базу данных по отказам. Не следует усреднять характеристики надежности оборудования действующих энергоблоков, так как оно различно, изготовлено на разных предприятиях и т.п.

68