BEPOüTHOCTHbrn 0HÄfl№
БEЗOПfiCHOCTИ И OБOCHOВflHИE PàCKOB В ÂTOMHOâ ùHEPÉETàKE
T
л
V_У
Доктор технических наук О. М. КОВАЛЕВИЧ
еоретические обоснования безопасной эксплуатации ядерных энергоблоков действующих атомных электростанций, а также разработка проектов энергоблоков новых поколений и типов базируются на вероятностном анализе безопасности (ВАБ) и нормативных понятиях рисков.
Вероятностный анализ безопасности атомных станций развивается в мире с начала 1970-х гг. Первоначально его целью было продемонстрировать безопасность АЭС для конкретного индивидуума. За меру безопасности был взят "риск" для жизни человека, проживающего около атомной станции. В понятие "риск" включают вероятность и последствия выбросов и сбросов радиоактивных веществ за пределы станции, вероятность определенных погодных условий в момент аварии, вероятность облучения индивидуума различными путями, вероятность нанесения ущерба здоровью от определенной дозы облучения. Было показано, что индивидуальный риск смерти (вероятность в год) от аварий на атомной станции на один-два порядка ниже, чем от § причин техногенного характера (транспорт, - пожары и т.п.) и на два-три порядка меньше, I чем от экзотических природных явлений коло(молнии, метеориты и т.п.). £ Понятие "риск" за последние два десяти-
1 летия получило широкое распространение в
2 различных областях науки и техники, зако-| нодательных и нормативных документах, в | коммерческой и финансовой деятельности. § Причем в разных областях толкования су-| щественно различаются. Для выделения ® специфики в толковании термина его часто " используют с сопутствующими словами. Так,
в "Словаре терминов и определений" многотомного издания "Безопасность России" на-
20
ряду с общим разъяснением понятия "риск" приводятся 11 производных от этого порядка: риск возникновения чрезвычайной ситуации, риск индивидуальный, риск природный, риск социальный, риск финансовый, риск экологический, анализ риска, восприятие риска, методы оценки риска, риск-менеджмент, управление социальным риском.
Сразу оговоримся, что ниже рассматривается только риск для населения и окружающей среды от техногенных видов деятельности и не учитывается риск от финансово-экономической, военной и политической деятельности. Вопросы риска от природных воздействий также непосредственно не исследуются, но, как нам кажется, они довольно близки к рассматриваемой ситуации.
Анализ использования термина "риск" в различных областях показал, что возможны три показателя его оценки в решаемых наукой и техникой задачах:
- вероятность (частота) возникновения события, приводящего к тяжелым последствиям;
- масштаб последствий при заданном исходном событии;
- функционал, учитывающий вероятность (частоту) исходных событий и соответствующие им последствия.
Рассмотрим, как развивались работы над проблемой риска и вероятностного анализа безопасности в атомной энергетике.
Первоначальный шаг был сделан в начале 1970-х гг. в США в виде так называемого доклада Расмуссена, посвященного изучению индивидуального и коллективного риска жителей США погибнуть от аварий на американских атомных станциях (АС) по сравнению с риском от различных причин природно-
© О. М. Ковалевич
го, техногенного или бытового характера. Сотни специалистов проделали колоссальный труд, завершившийся выпуском около 12 объемистых томов. В них рассматривался большой перечень приводящих к аварии исходных событий, анализировались процессы развития аварии и оценивались последствия от воздействия радиации на здоровье окружающего населения. Вероятность события для субъекта погибнуть складывалась из произведения множества вероятностей протекания процесса внутри АС, вероятности выхода радиоактивных продуктов за пределы АС с учетом погодных условий, влияющих на распространение радиоактивных веществ, вероятности индивидуума оказаться пораженным радиоактивным излучением. Перемноженные числа погибших людей на вероятность развития процесса, приведшего к их гибели, затем просуммированные по всем рассмотренным исходным событиям, дают значения социального (коллективного) риска для населения в зоне вокруг данной АС. Поделив эти значения на все население, потенциально способное оказаться под таким воздействием, получим значение индивидуального риска. Усреднив эти значения по всем АС страны, получаем значения риска (социального и индивидуального) для всей страны.
Рассмотрим полученные результаты и влияние их на дальнейшее развитие атомной энергетики в США и мире.
В докладе Расмуссена было показано, что индивидуальный риск погибнуть от аварии на АС для жителей США составляет 10-6-10-7 год-1, в то время как все остальные возможные причины гибели (транспорт, пожары, падения, несчастные случаи на воде и др.) находятся на уровне 10-4-10-3 год-1. Значения риска 10-6-10-7 ниже вероятности погибнуть от молнии (~10-5 год-1) и сравнимы только с падением метеорита. Казалось бы, поставленная цель показать людям относительную безопасность АС достигнута. Позднее, в 1980-х гг., Комиссия по ядерному регулированию США повторила такое исследование для пяти АС США на более высоком методическом уровне. Результаты были приблизительно такие же и стали эталоном для проведения подобных исследований во многих странах, что и было проделано практически для всех зарубежных блоков (с некоторыми отличиями в методике и полноте).
И какова же общественная реакция на эти результаты? Авария на Три Майл Айленд (ТМ1) в США в 1979 г. сопровождалась расплавлением активной зоны, но не привела к облучению населения. Главная реакция - либо немедленный отказ от развития атомной энергетики в стране (Италия, Швейцария), либо наложение моратория на строительство новых станций (Швеция, позже Германия), либо отсутствие планов на сооружение новых блоков (Англия, США и др.). Только Франция, вырабатывая на своих АС более 70% всей электроэнергии, не дрогнула в этой ситуации. В противовес западным странам интерес к сооружению АС в настоящее время проявляется в России и азиатских странах (Япония, Китай, Южная Корея, Иран).
Какие первоначальные выводы следовало бы сделать из изложенных выше событий по анализу риска в атомной энергетике? Главный - население в большинстве своем весьма безразлично относится к демонстрируемым учеными показателям риска (как низким, так и высоким). Субъективное восприятие риска может не совпадать с объективными (вернее, с псевдообъективными, полученными на основании расчетов) данными. Если использовать понятие "риск" как меру опасности, причем риск есть вектор в многофазовом пространстве, то к его предлагаемым компонентам (ущерб, вероятность ущерба, неопределенности в определении ущерба и вероятности) следовало бы добавить компонент социально-психологический. Без учета этого фактора не приходится рассчитывать на использование метода определения риска как инструмента для принятия решения. Кстати, этот фактор давно используется в атомной энергетике под рубрикой "работы с общественностью" с отрицательным и поло- § жительным результатами. ^
Определение вероятностей того или ино- | го развития процессов на таком сложном § многосистемном объекте, каким является °
' го
АС, - задача уникальная и имеет мало ана- |
логов в других областях техники. Дело здесь £
не только в трудностях математического ха- |
рактера, которые при современных вычисли- |
тельных средствах не вызывают проблем, а §
в адекватном отражении этого сложного, по- |
стоянно изменяющегося объекта в вычисли- ®
тельных программах и исходных данных для " них и, главное, в наличии достоверных данных по надежности элементов и оборудова-
ния. Сбор, обработка и интерпретация данных по отказам элементов и систем АС является весьма трудоемкой и организационно непростой задачей в наших условиях. Полнота и достоверность этих данных в значительной степени определяют точность и достоверность конечных результатов вероятностного анализа. Трудности здесь не только практические (материальные, организационные), но и принципиальные. В значительной степени АС комплектуются новыми системами и оборудованием, не имеющими аналогов в других отраслях промышленности и, следовательно, соответствующей статистики отказов. Повышенные требования к безопасности АС влекут за собой высокие требования к надежности ее систем и оборудования. Некоторые элементы АС создаются с расчетом вероятности отказа 10-4 и менее в год. Весь мировой опыт (~5000-10000 реакторо-лет) не дает возможности набрать по многим элементам сколько-нибудь достоверную статистику. По целому ряда элементов АС вообще не зафиксировано отказов и нарушений. Те же элементы, которые оказываются малонадежными, меняются на более надежные. Кроме того, большинство систем безопасности АС находится в ждущем режиме и на большинстве АС мира еще ни разу не срабатывали. Статистика по ним может быть набрана в результате опробований, что не всегда возможно сделать в натуральном режиме. Эти обстоятельства вынуждают разрабатывать различные теоретические оценки и пользоваться данными с интервалом неопределенности в 10-100 раз, а иногда и больше.
В связи с этим можно представить, какой сложной и трудоемкой задачей является ВАБ для АС. Заметим, что не только энерго-§ блоки разного типа (ВВЭР, РБМК, БН, АСТ) 2 требуют своего анализа, но и каждый кон-| кретный энергоблок внутри своего типа тре-§ бует индивидуального рассмотрения из-за £ неизбежных различий в реальных схемах,
1 оборудовании, подготовке персонала, исто-
2 рии эксплуатации. Можно предположить, что | затраты на научно-исследовательские рабо-| ты, необходимые для внедрения ВАБ у нас в § стране по действующим и сооружаемым | энергоблокам, сравнимы с суммарными загс тратами с 1950-х гг. до настоящего времени ? на разработку и обоснование безопасности
(в рамках существовавших в тот период требований) всех действующих и вводимых энер-
гоблоков. Не исключено, что они будут и существенно больше.
Невосприятие большинством людей понятия "риск", о чем говорил, кстати, профессор Расмуссен во время посещения СССР в 1989 г., пока еще мало объяснимо и связано, вероятно, с разной пси
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.