I. Связь безопасности с надежностью и живучестью.

Понятия надежность и живучесть системы являются базовыми при рассмотрении вопросов, связанных с безопасностью АЭС. Термины "безопасность" и "безопасный" широко используются и в разговорной речи и в печати в рамках так называемой техники безопасности. Научная теория безопасности получила первоначальное развитие в авиации. В работах, посвященных проблемам обеспечения безопасности космических полетов, даются определения общей безопасности, как совокупности свойств противостоять совместному воздействию всех факторов, и частной безопасности, как способности противостоять одному из факторов. Такое определение безопасности приближается к определению живучести. При рассмотрении причины аварийных ситуаций анализируются отказы техники. В этом проявляется связь безопасности с надежностью.

Отсюда следует, что математический аппарат логико-вероятностных методов может быть использован и в теории безопасности. В первую очередь необходимо четко определить понятие опасного состояния и сформулировать требования, которым должен удовлетворять объект, чтобы его можно было отнести к безопасным.

Для объектов, которые являются потенциальным источником опасности, а к таковым относится АЭС, важным понятием является безопасность. Безопасность - свойство объекта при изготовлении и эксплуатации и в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды.

Регламентированного понятия безопасность ЭЧ АЭС на сегодняшний день нет, поэтому можно предложить следующую формулировку понятия безопасность ЭЧ АЭС.

Безопасность ЭЧ АЭС - способность системы функционировать, не переходя в критические состояния, угрожающие здоровью и жизни людей, окружающей среды, другим техническим системам или наносящие другой ущерб в больших масштабах.

II. Основные принципы безопасности АЭС.

Современная философия обеспечения безопасности впервые наиболее четко сформулирована специалистами Международного агентства

по атомной энергии (МАГАТЭ) в "Основных принципах безопасности атомных станций" [4]. В этом документе рассматриваются цели и принципы, осуществление которых позволит достичь высокого уровня безопасности АС. При этом цели провозглашают, что должно быть достигнуто, а принципы - как должны быть реализованы эти цели. К целям безопасности относятся:

1. Общая цель ядерной безопасности.

Цель: Защитить отдельных лиц, общество и окружающую среду путем создания и поддержания на атомной электростанции эффективных защитных мер от радиологической опасности.

2. Цель радиоактивной защиты.

Цель: Обеспечить, чтобы при нормальной эксплуатации дозы облучения на станции и в результате любого выброса радиоактивного материала со станции находились на разумно достижимом низком уровне и ниже установленных пределов, и обеспечить уменьшение дозы облучения в результате аварий.

3. Техническая цель безопасности.

Цель: Предотвратить с высокой достоверностью аварии на атомных станциях; обеспечить, чтобы для всех аварий, учитываемых в проекте станции, даже для тех, вероятность которых крайне мала, радиологические последствия были бы малы или отсутствовали, и обеспечить, чтобы вероятность больших радиологических последствий тяжелых аварий была чрезвычайно мала.

Для существующих атомных станций на сегодняшний день выдвинуто требование, чтобы число повреждений активной зоны не превышало 10 на год эксплуатации станции.

Специалисты МАГАТЭ сформулировали три вида фундаментальных принципов обеспечения безопасности АС: принципы управления, принципы глубокой эшелонированной защиты и технические принципы.

Принципы управления включают три фундаментальных принципа управления:

1. Культура безопасности.

Принцип: Все лица и организации, причастные к ядерной энергетике, руководствуются в своих действиях и взаимоотношениях установленной культурой безопасности.

Устанавливаются четкие границы ответственности и линии связи; разрабатываются обоснованные руководства; обеспечивается четкое выполнение этих руководств; проводится внутренняя экспертиза деятельности, связанной с безопасностью; при подготовке и обучении персонала прежде всего подчеркиваются причины установления принятой практики обеспечения безопасности, а также последствия для безопасности, к которым ведут недостатки в выполнении персональных обязанностей.

2. Ответственность эксплуатирующей организации.

Принцип: Окончательная ответственность за безопасность атомной электростанции лежит на эксплуатирующей организации. Она никаким образом не уменьшается в связи с самостоятельной деятельностью проектировщиков, поставщиков, строителей и регулирующих организаций.

Как только эксплуатирующая организация вступает во владение станцией, она берет на себя все заботы и, обладая соответствующими полномочиями, несет полную ответственность за запланированную деятельность по производству электроэнергии.

3. Нормативное регулирование (контроль) и независимая проверка.

Принцип: Правительство устанавливает правовую основу для ядерной промышленности и создает независимую регулирующую организацию, на которую возлагается ответственность за лицензирование и нормативный контроль АЭС и за проведение в жизнь соответствующих правил.

Деятельность регулирующего органа охватывает следующие функциональные обязанности:

- определение и разработку стандартов и правил по безопасности;

- выдачу лицензий эксплуатирующим организациям на основе независимых оценок безопасности;

- инспектирование, контроль и экспертизу характеристик безопасности атомных станций и эксплуатирующих организаций;

- требование от эксплуатирующей организации осуществления корректирующих действий, когда это необходимо для безопасности, и принятие мер принудительного характера, если не достигнуты приемлемые уровни безопасности, включая в случае необходимости лишение лицензии;

- поддержка исследований по безопасности;

- распространение информации о безопасности.

Принцип "глубоко эшелонированной защиты" лежит в основе всей технологии безопасности АЭС. Реализация этого принципа направлена на решение двух главных задач обеспечения безопасности АЭС: предотвращение аварий и ослабление последствий аварий.

1. Предотвращение аварий.

Принцип: В обеспечении безопасности первоочередное внимание уделяется предотвращению аварий, особенно, которые могли бы привести к серьезному повреждению активной зоны.

2. Ослабление аварии.

Принцип: На станции и за ее пределами предусмотрены и подготовлены меры по ослаблению, которые могли бы существенно уменьшить последствия аварийного выхода радиоактивного материала.

Глубоко эшелонированная защита включает ряд последовательных барьеров на пути выхода радиоактивных материалов в окружающую среду.

Глубоко эшелонированная защита помогает обеспечить осуществление трех функций безопасности (управление мощностью, охлаждение топлива и удержание радиоактивного материала) и предотвратить вынос радиоактивных материалов к человеку или в окружающую среду.

В соответствии с принципом глубоко эшелонированной защиты при нормальной работе станции на мощности все уровни защиты всегда должны быть работоспособны.

Основными техническими принципами безопасности АЭС являются:

1. Апробированная инженерно-техническая практика.

Принцип: Техническая деятельность, осуществляемая на атомной электростанции, основывается на инженерно-технической практике, проверенной испытаниями и опытом, и отраженной в утвержденных нормах и стандартах и другой соответствующей документации.

2. Обеспечение качества.

Принцип: Обеспечение качества осуществляется во всех видах деятельности АЭС как часть всеобъемлющей системы, гарантирующей с высокой достоверностью соответствие всей продукции, услуг и выполняемых работ установленным требованиям.

3. Человеческий фактор.

Принцип: Персонал, занимающийся деятельностью, воздействующей на безопасность АЭС, полностью подготовлен и соответствующим образом аттестован для выполнения своих функций. В дополнение к этому, принимая во внимание возможность ошибки человека при эксплуатации АЭС, облегчается принятие операторами правильных решений и затрудняется принятие неправильных, а также обеспечиваются средства для обнаружения, корректирования или компенсации ошибки.

4. Оценка и проверка безопасности.

Принцип: До начала строительства и эксплуатации станции делается оценка ее безопасности. Эта оценка хорошо документируется и подвергается независимому рассмотрению. Оценка обновляется в свете новой существенной информации по безопасности.

5. Проектирование.

Использование опыта эксплуатации и исследований по безопасности. Большинство аспектов безопасного проекта тесно связано с тремя функциями, которые защищают от выброса и распространения радиоактивных материалов:

- управление мощностью реактора;

- охлаждение топлива;

- удержание радиоактивных материалов внутри соответствующих физических барьеров.

МАГАТЭ считает, что сами цели и принципы в [4] не являются нормативными требованиями, однако, национальные нормативные документы по безопасности должны отражать цели и принципы в виде конкретных требований.

В этой связи разработаны и введены в действие с 1 июля 1990 года "Общие положения обеспечения безопасности атомных станций " (ОПБ-88) ПН АЭ Г-1-011-89./ Госатомэнергонадзор СССР.- М.: 1989.-63 с.

В заключение следует отметить, что одной из первоочередных проблем является создание стройной, четкой теории безопасности АЭС. Эта теория должна давать ясные рекомендации практике обеспечения безопасности АЭС на всех этапах проектирования, изготовления и эксплуатации.

 

Основными разделами теории безопасности должны быть:

- терминология и критерии безопасности;

- факторы, влияющие на безопасность;

- нормирование требований к количественным показателям безопасности АЭС;

- математические методы и модели теории безопасности;

- принципы обеспечения безопасности;

- качественный и количественный анализ безопасности АЭС, в том числе и ее электрической части;

- синтез безопасности АЭС по критериям надежности, живучести и экономической эффективности;

- методы прогнозирования, выявления, локализации, предотвращения и устранения аварийных ситуаций на АЭС;

- надежность систем обеспечения безопасности АЭС в том числе их бесперебойного питания;

- безопасность АЭС как эргатической системы;

- управление безопасностью как составной частью управления качеством АЭС.

III. Основные понятия безопасности ЭЧ АЭС.

III.1. Терминология теории безопасности атомных станций.

Центральным понятием теории безопасности АС является понятие " авария ".

Авария - событие, связанное с нарушением пределов безопасной эксплуатации АС.

Пределы безопасной эксплуатации - установленные значения технологического процесса, отклонение от которых может привести к выходу радиоактивных продуктов и (или) ионизирующих излучений за предусмотренные проектом для нормальной эксплуатации границы.

Согласно документа, введенного в действие с 1 июля 1990 года, "Общие положения обеспечения безопасности атомных станций" (ОПБ-88) авария - нарушение эксплуатации АС, при котором произошел выход радиоактивных продуктов и (или) ионизирующих излучений за предусмотренные проектом для нормальной эксплуатации границы в количествах, превышающих установленные пределы эксплуатации.

Аварии на АЭС характеризуются исходным событием, путями протекания и последствиями. При этом необходимо отметить, что авария- событие случайное, поэтому для описания закономерностей возникновения и протекания аварий должен применяться математический аппарат теории вероятностей и математической статистики.

Аварии в ядерной технологии принято классифицировать на радиационные, ядерные, технические, проектные и запроектные.

Радиационной аварией считается выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные границы в количествах, превышающих значения для нормальной эксплуатации, требующих прекращения нормальной эксплуатации АЭС.

Ядерная авария - это авария, связанная с повреждением ТВЭЛов и превышающая установленные пределы безопасной эксплуатации.

Технической аварией на АЭС считается разрушение (разрыв) в процессе эксплуатации оборудования и трубопроводов, работающих под давлением, подлежащих регистрации в органах государственного надзора, а так же выход из строя электрооборудования, вызвавшего останов энергоблока на срок более 10 суток для ремонта.

Запроектные аварии АЭС - события, для которых нет технических средств, ограничивающих радиоактивные поступления за пределы АЭС.

Для проектной аварии предусмотренные на АЭС системы безопасности (СБ) обеспечивают ограничение последствий с учетом принципа единичного отказа СБ или одной, независимой от исходного события, ошибки персонала АЭС.

Уменьшение последствий запроектных аварий достигается управлением аварией и (или) реализацией планов мероприятий по защите персонала и населения. Для этих действий используются любые работоспособные технические средства, предназначенные для нормальной эксплуатации, для обеспечения безопасности при проектных авариях или специально предназначенные для уменьшения последствий запроектных аварий.

Последовательность состояний элементов и систем АС в процессе развития аварии носит название пути протекания аварии.

Другим центральным понятием теории безопасности является понятие безопасность АС. Под безопасностью понимается свойство АС ограничивать радиационное воздействие на персонал, население и окружающую среду установленными пределами, как при нормальной эксплуатации, так и в случае аварий.

По аналогии с классификацией аварий различают радиационную, ядерную и техническую безопасность. Основные понятия приведены в таблице 1.1 (с.10...15), таблице 1.2 (с.17...19).

Весьма важным понятием является эксплуатация АС. Дословно эксплуатация - это применение объекта по назначению. Эксплуатация АС включает в себя все виды технического обслуживания.

ЛЕКЦИЯ 5