ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАССЛЕДОВАНИИ НАРУШЕНИЙ В РАБОТЕ ОБЪЕКТОВ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛА
,
ФГУ «Научно-технический центр по ядерной и радиационной безопасности»,
г. Москва
E-mail: *****@***ru, *****@***ru
При расследовании нарушений в работе объектов ядерного топливного цикла (ОЯТЦ) [0], проводится анализ их причин и последствий. В результате анализа определяется категория нарушения – происшествие или авария (в зависимости от последствий) и проводится оценка влияния нарушения на безопасность ОЯТЦ. К счастью, в последнее время большинство нарушений в работе ОЯТЦ по признакам и последствиям относятся к категории происшествий, а не аварий. Тем не менее, такие происшествия нередко происходят в присутствии ядерно - и радиационноопасных, пожаро - и взрывоопасных сред, и при реализации некоторых событий могут перерасти в аварии. Оценка вероятности развития аварии из происшествия могла бы дополнить традиционную детерминистскую оценку влияния нарушения на безопасность ОЯТЦ. Такого рода оценка может быть проведена с помощью вероятностных методов анализа безопасности.
В НТЦ ЯРБ проводится вероятностная оценка значимости нарушений для безопасности атомных станций. При этом соответствующее некоторым критериям отбора нарушение включается в вероятностную модель того блока атомной станции, где оно произошло: вносятся необходимые изменения в деревья событий, а затем проводится перерасчет величины частоты повреждения активной зоны, при условии, что события, составляющие нарушение, произошли. Далее оцениваются абсолютное и относительное изменения частоты повреждения активной зоны реактора и делаются выводы о значимости нарушения для безопасности атомной станции.
По причине отсутствия (за редчайшим исключением) вероятностных моделей ОЯТЦ, адаптация этой схемы оценки влияния нарушения на безопасность ОЯТЦ представляется сложной и бессмысленной задачей. Разработка вероятностной модели ОЯТЦ – задача трудоемкая и затратная, к тому же в отрасли нет устоявшегося мнения о необходимости проведения вероятностного анализа безопасности (ВАБ) ОЯТЦ. В создавшейся ситуации сама возможность разработки вероятностной модели ОЯТЦ для анализа нарушений в работе ОЯТЦ находится под сомнением.
Выход видится в возможности создания вероятностной модели не ОЯТЦ, а нарушения. В модель нарушения должны быть включены события, произошедшие в процессе нарушения и события, которые могли бы способствовать перерастанию нарушения в аварию – отказы лишь некоторых, вовлеченных в нарушение[1], систем и элементов ОЯТЦ, ошибки персонала, физические явления и другие события. Тогда оценке должна подвергаться вероятность развития аварии (или аварий) только при конкретном нарушении. Такой подход позволит избежать неоправданных затрат и сложностей при моделировании.
Таким образом, при проведении анализа нарушения для того, чтобы оценить вероятность развития нарушения в аварию, необходимо дать ответы на следующие вопросы:
1) возможно ли в данной ситуации в данных условиях нарушения его развитие и перерастание в аварию?
2) какие именно аварии возможны в результате развития этого нарушения?
3) какие события должны произойти дополнительно к уже произошедшим в ходе нарушения (отказы оборудования, ошибки персонала, другие события), чтобы произошли эти аварии?
При ответе на первые два вопроса, необходимо учесть наличие ядерных и радиоактивных, пожаро - и взрывоопасных материалов в том подразделении ОЯТЦ, где произошло нарушение, и которые могут быть непосредственно вовлечены в развитие аварии; на этом этапе будет полезно использовать перечни исходных событий аварий на ОЯТЦ [0].
Отвечая на третий вопрос, необходимо перечислить все события, даже кажущиеся на первый взгляд маловероятными. Событиями, способствующими перерастанию нарушения в аварию, могут стать физические явления, ошибки персонала, отказы оборудования и систем (элементов) безопасности, а также систем, важных для безопасности, и другие события. Каждому событию соответствует определенное значение вероятности его реализации. При определении вероятности события желательно использовать сведения о надежности различных элементов оборудования, вероятности физических явлений, ошибок персонала для конкретного ОЯТЦ, в случае их отсутствия можно использовать общие сведения из открытых публикаций.
Согласно [0], нарушения, для которых рассчитанная вероятность развития аварии менее 10-6 можно далее не исследовать. В остальных случаях, исходя из порядка величины от вероятности развития аварии при нарушении, можно определить значимость нарушения для безопасности и необходимость дополнительного, более подробного следования нарушения и принятия дополнительных мер по обеспечению безопасности ОЯТЦ.
Реализация аварии представляет собой произведение случайных событий[2], вероятность которого можно рассчитать, перемножив вероятности приводящих к аварии событий:
,
где P(A) - вероятность реализации аварии; P(Ci) - вероятность i-го события, приводящего к аварии.
Изучение данных по отказам оборудования и ошибкам персонала показало, что порядок большинства вероятностей событий находится в пределах 10-2…10-4, за исключением некоторых ошибок персонала. В случае появления в модели зависимого события, необходимо оценить его условную вероятность (вероятность события А, при условии, что произойдет событие Б, от которого зависит появление события А). Можно предположить, что порядок величин условных вероятностей зависимых событий будет находиться в пределах – 10-1…10-4.
Таким образом, для того, чтобы получить аварию с вероятностью порядка не более 10-6, «достаточно» не более 2…4 событий, при условии доказанного отсутствия зависимости между событиями. Аварийные последовательности, возможные при нарушении, в которых участвуют более 4 событий, определенно будут иметь вероятность порядка ниже 10-6.
Выводы
Показана принципиальная возможность проведения анализа нарушений на ОЯТЦ методами ВАБ. Предложена общая схема проведения вероятностного анализа нарушения, в вероятностную модель которого должны быть включены события, произошедшие в процессе нарушения и события, которые могли бы способствовать перерастанию этого нарушения в аварию – отказы лишь некоторых, вовлеченных в нарушение, систем и элементов ОЯТЦ, ошибки персонала, физические явления и другие события.
Список литературы
1 НП-047-03. Положение о порядке расследования и учета нарушений в работе объектов ядерного топливного цикла.– М.: Госатомнадзор, 2003.
2 Procedures for conducting probabilistic safety assessment for non-reactor nuclear facilities. IAEA-TECDOC-1267. – Vienna, 2002.
3 НП-016-05. Общие положения обеспечения безопасности объектов ядерного топливного цикла (ОПБ ОЯТЦ). – М.: Ростехнадзор, 2005.
[1] Методики определения, какие именно системы и элементы ОЯТЦ, ошибки персонала, физические явления и другие события вовлечены или могут быть вовлечены в нарушение, на сегодняшний день не существует. Определение вовлеченности в нарушение систем, элементов и функций ОЯТЦ может осуществить группа компетентных в вопросах функционирования ОЯТЦ специалистов, проводящих анализ нарушения, на основе имеющейся проектной документации, опыта эксплуатации и аналитических умозаключений.
[2] Произведением нескольких случайных событий называется событие, которое состоит в совместном проявлении всех нескольких событий. Случайным событием называется всякий факт, который в результате опыта может произойти или не произойти.
