CC BY
69
УДК 621.039
А.А. Саркисов
ФЕНОМЕН ВОСПРИЯТИЯ ОБЩЕСТВЕННЫМ СОЗНАНИЕМ ОПАСНОСТИ, СВЯЗАННОЙ С ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКОЙ
В ряду ценностных предпочтений человеческого сообщества особое место занимает безопасность. По мере развития цивилизации четко прослеживаются две разнонаправленные тенденции. С одной стороны, влияние различных факторов, угрожающих существованию человеческих сообществ, приводило к качественным изменениям в образе жизни и характере организации общественного производства. В результате возрастала защищенность человека от природных воздействий, эпидемий, голода и других негативных факторов. С другой стороны, одновременно создавались технические системы, совокупное действие которых уже сегодня способствует не снижению угроз для жизни людей, а их увеличению. Опасность техносферных явлений в категориях ущерба стала не только соизмеримой, но нередко и превосходящей негативные для человека природные воздействия, о чем свидетельствуют события последних десятилетий.
Крупнейшей в мире аварией за всю историю существования гидроэлектростанций был прорыв плотины китайского водохранилища Банк-ло в 1975 году во время тайфуна. Под напором воды были разрушены основная плотина и боковые дамбы, что привело к затоплению территорий ниже по течению и гибели более 170 тысяч человек.
В результате аварии 1984 года на химкомбинате в индийском городе Бхопале сразу погибли 3 тысячи человек на месте аварии и еще 15 тысяч умерли в результате отравления. Кроме того, около 200 тысяч человек получили несмертельные отравления различной степени тяжести.
При аварии в Башкирии, под Уфой, в 1989 году в момент прохождения двух пассажирских поездов произошел мощный взрыв лег-
ких углеводородов, вытекших через трещину из проложенного рядом трубопровода «Сибирь — Урал — Поволжье». Погибло 645 человек, ранено более 600.
В августе 2009 года произошла техногенная катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС, в результате которой погибло 75 человек, нанесен существенный ущерб оборудованию и помещениям станции. Работа станции по производству электроэнергии приостановлена. Последствия аварии отразились на экологической обстановке акватории, прилегающей к ГЭС, социальной и экономической сферах региона.
В апреле 2010 года в Мексиканском заливе взорвалась принадлежащая компании «ВР» буровая платформа «Deepwater Horizon». В результате началась крупнейшая за всю мировую историю утечка нефти в океан с негативными последствиями для экосистемы региона на многие десятилетия вперед. Вследствие утечки 700 тыс. т нефти в открытый океан более 57000 квадратных миль площади залива закрыты для рыболовства. Компания «ВР» уже потратила на борьбу с ущербом от разлива нефти 13,5 млрд долл., что составляет лишь небольшую часть от общей величины нанесенного региону ущерба.
Огромное количество человеческих жизней уносит обычный автотранспорт. По данным ВОЗ в автомобильных авариях ежегодно гибнет более 1 млн 200 тыс. человек и еще 50 млн получают травмы. Это значит, что ежедневно на дорогах погибает свыше 3 тысяч человек, большая часть которых — молодые люди в возрасте от 15 до 44 лет.
Если говорить о ядерной энергетике, то в течение относительно короткой истории своего существования она подверглась трем экстре-
мальным испытаниям: аварии на втором энергоблоке АЭС «Three Mile Island» (США, 1979 г.), аварии на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС (СССР, 1986 г.) и, наконец, аварии на АЭС «Фукусима — Даичи» (Япония, 2011 г.).
Чернобыльская авария была крупнейшей за всю историю ядерной энергетики. В СССР к началу 1998-го года прямой ущерб, включая затраты на ликвидацию последствий, составил по разным данным от 10 до 12,6 млрд долл. В последующие годы на программы преодоления последствий аварии была потрачена значительная часть национальных бюджетов, особенно в Республике Беларусь и Украине. Из-за различия применяемых методик существует большой разброс в оценках косвенных потерь, связанных с сокращением производства электроэнергии, выводом из оборота сельскохозяйственных земель, свертыванием строительства новых АЭС и другими мероприятиями. Если размеры прямых потерь от чернобыльской аварии в трех наиболее пострадавших государствах — Белоруссии, России и Украине — исчисляются десятками миллиардов долларов, то косвенные потери составляют на порядок больше. Такая оценка качественно совпадает с результатами исследования потерь от гипотетической аварии на современной французской АЭС с выбросом в окружающую среду около 1 % ядерного топлива [1]. Полная сумма прямых и косвенных потерь от подобной аварии может составить до 400 млрд евро.
Культура и философия безопасности
До освоения и широкого использования ядерной энергетики обеспечение безопасности объектов техносферы ограничивалось применением различных технических средств. Специфика атомной энергетики потребовала более широкого подхода, который получил название «культуры безопасности». Это понятие появилось в процессе анализа причин чернобыльской аварии, а в научно-техническую терминологию оно вошло после публикации «Итогового доклада послеаварийной обзорной конференции по чернобыльскому реактору», подготовленного Международной консультационной группой по ядерной безопасности (INSAG).
Культура безопасности — новое для инженерной практики понятие, смысл которого за-
ключается в отношении человека к проблемам безопасности при выполнении служебных обязанностей. Согласно принятым INSAG определениям, это набор характеристик и особенностей деятельности организаций и отдельных лиц, в котором безопасность работы АЭС обладает высшим приоритетом. Эта непреложная истина должна быть принята к руководству на всех без исключения уровнях управления в государстве. Культура безопасности имеет особенности, выделяющие ее из ряда других принципов безопасности:
культурой безопасности должна быть пронизана деятельность всех организаций, предприятий и отдельных лиц, участвующих на всех этапах жизненного цикла АЭС — от разработки технико-экономического обоснования сооружения АЭС до вывода ее из эксплуатации;
культура безопасности адресована непосредственно человеку, что отличает ее от других принципов безопасности, которые направлены на решение научных, инженерно-технических и медико-биологических проблем обеспечения безопасности АЭС.
Формирование культуры безопасности — это воспитание у каждого человека, имеющего отношение к атомной энергетике, такого состояния, при котором он окажется просто неспособным сделать какой-то шаг в ущерб безопасности, даже если вероятность опасности в этом случае чрезвычайно мала.
В документе «Общие положения обеспечения безопасности атомных станций» (ОПБ-88/97) дано определение: «Культура безопасности — квалификационная и психологическая подготовленность всех лиц, при которой обеспечение безопасности АЭС является приоритетной целью и внутренней потребностью, приводящей к самоосознанию ответственности и к самоконтролю при выполнении всех работ, влияющих на безопасность».
Обеспечение безопасности при эксплуатации АЭС — главная и общая задача всего персонала атомной станции и персонала предприятий, выполняющих работы и оказывающих услуги в области атомной энергетики. Поэтому в эксплуатирующей организации большое внимание уделяется формированию культуры безопасности как составляющей 1 -го уровня глубокоэшелонированной защиты, на-
правленного на обеспечение нормальной эксплуатации АЭС.
Для формирования культуры безопасности используется следующее:
проведение необходимого подбора, обучения и подготовки персонала в каждой сфере деятельности, влияющей на безопасность;
установление и строгое соблюдение дисциплины при четком распределении персональной ответственности руководителей и исполнителей;
разработка и строгое соблюдение требований действующих инструкций по выполнению работ и их периодическому обновлению с учетом накапливаемого опыта.
Культура безопасности обеспечивается: структурой управления и контроля за деятельностью по безопасной эксплуатации атомных станций;
высоким уровнем квалификации персонала при выполнении им обязанностей, предусмотренных в установленном порядке.
Выражение «культура безопасности» относится к очень общему понятию приверженности и личной ответственности всех лиц, занимающихся любой деятельностью, которая влияет на безопасность АЭС. Очень важно проявление необходимого внимания к вопросам безопасности и соответственно к культуре безопасности в деятельности руководства эксплуатирующих организаций и атомных станций.
Эти вопросы особенно важны для эксплуатирующих организаций и персонала, непосредственно занимающегося эксплуатацией АЭС.
В коллективах АЭС и поддерживающих организаций необходимо формировать атмосферу открытости, обеспечивающую свободную передачу персоналом информации, относящейся к безопасности, а особенно следует поощрять признание ошибок в работе, которые были совершены, в том числе и тех ошибок, которые не привели к серьезным последствиям. Таким образом, достигается всеобщая психологическая настроенность на безопасность, которая предполагает самокритичность и самопроверку, исключает благодушие и предусматривает развитие чувства персональной ответственности и общего саморегулирования в вопросах безопасности.
Основу культуры безопасности составляют три уровня приверженности ей:
уровень эксплуатирующей организации;
уровень руководства АЭС;
индивидуальный уровень.
Первые два уровня представляют собой необходимые рабочие условия в организации и относятся к сфере ответственности руководства на этих уровнях.
Деятельность в области культуры безопасности, как и любую деятельность коллектива или отдельного человека, можно и необходимо постоянно оценивать и совершенствовать. Очевидно, что оценку состояния культуры безопасности необходимо выполнять через систематический анализ коренных причин событий на АЭС, таких, как нарушения в работе и отказы систем и оборудования.
Особенно тщательно должны анализироваться случаи произошедших и потенциальных нарушений, связанных с человеческим фактором.
Экспертами признано, что отсутствие культуры безопасности стало одной из причин чернобыльской аварии. Многолетний опыт эксплуатации атомных станций и других радиационно опасных объектов показывает, что возникновение большинства аварий и инцидентов так или иначе связано с поведением людей, их отношением к своим обязанностям и обеспечению безопасности.
На современном этапе развития цивилизации проблемы безопасности техносферы приобрели подлинно глобальный характер. Непрерывное увеличение энергопотребления и единичных мощностей энергогенерирующих объектов, повышение плотности и интенсивности использования транспортных коммуникаций, механизация всех сфер хозяйственной деятельности и быта человека — все это с неизбежностью приводит к росту энергонасыщенности техносферы. Объективная потребность в более широком толковании безопасности привела к появлению, наряду с понятием «технологической безопасности», таких новых понятий, как «энергетическая безопасность», «экологическая безопасность», «продовольственная безопасность», «информационная безопасность» и т. п.
В современных условиях подходы к обеспечению безопасности, определяемые концепцией культуры безопасности, утрачивают исчерпывающую роль и становятся недостаточными. Обеспечение безопасности техносферы требует
еще более универсального и широкого подхода, который должен базироваться на положениях новой области знаний — философии безопасности.
Философия безопасности определяет безопасность как ценностную категорию в сознании человека, приобретающую все большее значение и актуальность. Возникла насущная необходимость в глубоком и всестороннем осмыслении этой философской категории, что требует привлечения к анализу всего многообразия формирующих ее технологических, социальных, экономических, психологических, духовно-гуманитарных и других факторов. Начальными ориентирами в понимании содержания безопасности может служить перечень, включающий следующие актуальные направления:
место безопасности на шкале человеческих ценностей и эволюция отношения человеческих сообществ к безопасности в историческом аспекте;
факторы, определяющие восприятие опасности техногенного, природного или социального характера, их относительная роль и взаимозависимость в процессе формирования стереотипов сознания и практического реагирования;
соотношение процессов и факторов индивидуального и коллективного восприятия внешних опасностей;
механизм и закономерности формирования в человеческом сознании представления о приемлемом уровне безопасности.
Не углубляясь далее в специальную философскую тематику, кратко остановлюсь лишь на последнем из перечисленных направлений.
Приемлемым принято считать такой уровень безопасности объектов техносферы, при котором связанные с ними угрозы для жизни или здоровья людей, а также возможный вред для окружающей среды не вызывают массового отторжения или протеста населения против использования этих объектов. Понятие приемлемого уровня безопасности отражает консолидированное отношение человеческих сообществ — стран, отдельных регионов в пределах страны, определенных контин-гентов или групп населения — к повседневному использованию тех или иных технологий и объектов техносферы. Изучение общественного мне-
ния, а также реакция населения на аварии, катастрофы и стихийные бедствия убеждают в том, что приемлемый уровень безопасности — это скорее ощущение, формируемое на подсознательном уровне, чем осознанная рациональная категория. Приемлемый уровень безопасности объектов техносферы формируется в представлениях людей как продукт совокупного коллективного опыта человеческого сообщества, сложным образом трансформированного в подсознательное ощущение.
Например, несмотря на весьма неблагополучную статистику гибели и увечья людей в результате автомобильных и авиационных аварий, уровень безопасности, достигнутый в современном автомобиле- или авиастроении, в организации автомобильной и авиационной транспортных систем, признается обществом приемлемым. Об этом убедительно свидетельствует постоянное увеличение числа продаж автомобилей и рост пассажиропотоков на воздушных линиях.
В это же время научно обоснованная разработчиками АЭС очень малая вероятность (порядка 106— 107 1/реактор-лет) так называемых запроектных аварий реакторов с выбросом радионуклидов в окружающую среду практически не влияет на устойчивое негативное отношение к атомной энергетике значительной части людей из многих стран мира. Другими словами, приемлемость того или иного уровня безопасности в большей степени связана с коллективным восприятием, нежели с индивидуальным осознанием реальных значений техногенных рисков той или иной природы. При этом уровень приемлемого риска формируется на основе компромисса между выгодой (экономия времени или средств, комфорт, получаемое удовольствие и т. д.) и потенциальной опасностью. Чем непосредственнее ощущение получаемой пользы, тем выше порог приемлемого обществом риска. Именно этим можно объяснить отсутствие массовых выступлений против использования автомобильного транспорта или авиации.
Феномены и причины гипертрофированного восприятия опасности атомной энергетики
Феномены и причины гипертрофированного риска определяют стратегию обеспечения безопасности. Для выстраивания эффективной
стратегии обеспечения безопасности техносферы принципиальное значение имеет ранжирование различных рисков по степени связанного с ними интегрального ущерба. Однако решение этой задачи затрудняется тем, что в отношении безопасности в общественном сознании часто наблюдаются труднообъяснимые аномалии и перекосы, а порою и удивительные парадоксы. Одним из широко известных парадоксов такого рода является гипертрофированное восприятие опасности, связанной с атомной энергетикой и, в частности, с последствиями аварий на АЭС.
Особенно наглядно этот феномен проявился во время недавней аварии на АЭС «Фукуси-ма», произошедшей в результате катастрофического землетрясения в Японии и вызванного им цунами. Магнитуда землетрясения составляла 9 баллов, что является максимумом для Японии за весь период наблюдений. Высота волны цунами также была беспрецедентной — около 15 м. В результате исключительных по масштабу стихийных бедствий погибло или пропало без вести более 27 тыс. человек. Восстановление районов, разрушенных землетрясением и последовавшим за ним цунами, по оценке министра экономики Японии, обойдется в 184 млрд долл.
Сравним эти цифры с количеством человеческих жертв и экономическим ущербом от аварии реакторов АЭС «Фукусима». В результате водородного взрыва на станции погибло 2 человека и 11 человек получили различные ранения. Случаев опасного радиационного поражения людей в дни аварии зафиксировано не было. Затраты компании ТЕРСО, которой принадлежит эта АЭС, на компенсацию убытков пострадавшим в результате аварии людям и местному бизнесу могут составить 23,6 млрд долл. Еще около 10 млрд долл. компания потратит на запуск и эксплуатацию замещающих энергоагрегатов, работающих на органическом топливе. Таким образом, затраты, связанные с аварией АЭС «Фукусима», примерно на порядок меньше тех, которые необходимы для компенсации ущерба от землетрясения и цунами.
Несмотря на несопоставимость человеческих потерь и материального ущерба от землетрясения и цунами, с одной стороны, и от аварии на АЭС, с другой, внимание всех средств массовой информации было полностью приковано
к событиям, которые разворачивались на аварийной станции.
В резонансе со средствами массовой информации формировались реакция населения и общественное мнение. Такое гипертрофированное отношение общества к опасности, исходящей от объектов атомной энергетики, не было чем-то неожиданным, оно наблюдается на протяжения всей истории развития этой отрасли. Факты, связанные с землетрясением в Японии и последовавшими за этим событиями на АЭС «Фукусима», позволили еще раз с предельной убедительностью продемонстрировать эту закономерность на поставленном природой масштабном эксперименте.
Мой многолетний опыт взаимодействия с общественностью по сопоставлению рисков атомной энергетики с рисками от других источников энергии показывает, что преодолеть этот перекос в массовом сознании традиционными методами (эпизодическая разъяснительная работа, использование телевидения, радио, печатных изданий и т. д.) невозможно. Стало очевидным, что без выявления истоков и причин такой реакции общества на аварии, связанные с ядерными объектами, нельзя обосновать и предложить эффективные методы и инструменты для коррекции этой аномалии, укоренившейся в массовом сознании. Замечу, что это формируемое на бессознательном уровне ощущение возникает в конкретной материальной среде и опосредованно опирается на вполне реальные факторы. Так, страх перед атомной энергетикой многократно усилился после аварии на Чернобыльской АЭС, а после недавней аварии на «Фу-кусиме» еще больше завладел умами людей во многих странах мира.
Корни этого феномена связаны с рядом как субъективных, так и объективных факторов. К числу первых следует отнести несколько укоренившихся в массовом сознании стереотипов.
Многие считают, что риски для населения от близости атомных электростанций много больше, чем от тепловых, поскольку атомная станция даже в штатном режиме эксплуатации наносит вред окружающей среде. Однако на самом деле атомные станции — это один из наиболее чистых источников энергии.
Другой устоявшийся стереотип состоит в том, что радиоактивность имеет техногенную
природу. В действительности же это — естественное свойство элементов. Во всех, даже в самых экологически чистых, местах земного шара есть свой радиационный фон, нередко существенно превышающий уровни, характерные для территорий технических радиационно опасных объектов. Например, на Алтае средняя годовая доза от природного фона составляет 6—7 мЗв (данные измерений за 2009 год). Другой пример: в Финляндии около 240 тыс. человек постоянно проживают на территории со среднегодовой дозой выше природного фона 6 мЗв. Для сравнения отметим, что связанная с профессиональной деятельностью средняя годовая доза, полученная в тот же период персоналом Госкомпании «Ро-сатом», непосредственно работающим с источниками ионизирующих излучений, составила 1,59 мЗв [2].
Феномен и причины возможных разрушений, исходящих от атомной энергетики, существенно влияет на сознание опасности. В сознании людей атомная энергетика прочно ассоциируется с атомным оружием. Все хорошо помнят, что АЭС возникли как побочный продукт атомного оружейного комплекса. В отличие от многих других видов техногенной опасности, воздействие радиационных факторов (во всяком случае, на начальной стадии) незаметно, что формирует у людей представление об этой опасности как о чем-то таинственном и зловещем.
Если проанализировать хотя бы только перечисленные выше стереотипы, станет ясно, что в основе аномального восприятия радиационной опасности лежит недостаточная техническая осведомленность населения о безопасности атомной энергетики и, в частности, слабая информированность о средствах ее обеспечения на современных АЭС. Истоки этого также лежат в системе школьного образования. Уровень знаний выпускников школ в вопросах физики, в частности атомной, химии, математики и других точных наук часто бывает весьма низкий. Не вселяют оптимизма и планируемые новшества, а именно внедрение нового Федерального государственного образовательного стандарта, в котором такие базовые для подготовки специалистов атомной отрасли дисциплины, как физика, химия, информатика, алгебра и геометрия, вынесены в блок необязательных предметов.
Кроме всего прочего, неудовлетворительная подготовка выпускников школ по атомной физике, радиационной безопасности, радиоэкологии и общей энергетике в значительной степени объясняется низким качеством учебной литературы. Ни в одном из просмотренных мною многих школьных учебников я не обнаружил хотя бы очень краткого, но внятного изложения вопросов, касающихся безопасности техносферы и, в частности, такой остро воспринимаемой обществом проблемы, какой является проблема безопасности атомной энергетики. В этих учебниках также ничего не говорится о природе различных техногенных рисков и их ранжировании по степени опасности для человека и окружающей среды. Более того, некоторые авторы весьма тенденциозно, а порой недостаточно грамотно излагают вопросы, связанные с радиационной опасностью.
Неадекватная оценка опасности исходит также и от средств массовой информации. Не последнюю роль в формировании гипертрофированной реакции населения на атомную энергетику играют средства массовой информации и современные информационные технологии. Этот фактор особенно наглядно проявился после аварий на Чернобыльской АЭС и на японской АЭС «Фукусима». Это же самое следует сказать о некоторых произведениях литературы и искусства, к которым читатели относятся с большим доверием, чем к газетам, журналам, интернету, радио и телевидению. Это объясняется тем, что описание фактов, облеченное в художественную форму, убедительнее; оно глубже отражается в сознании и запоминается лучше, чем те же сведения, представленные средствами массовой информации. Поэтому ответственность деятелей искусства, обращающихся к такой деликатной проблеме, как безопасность атомной энергетики, должна быть особенно высокой.
Феномен психологии людей является еще одной причиной негативного восприятия частью населения атомной энергетики в связи с такой особенностью психологии массового сознания, как недоверие к власти, настороженное (заведомо критическое) отношение к ученым-атомщикам и вообще к работникам атомной отрасли. Большая часть населения воспринимает то, что говорят эти люди, с позиции презумпции их ви-
новности. Значительно охотнее обыватели прислушиваются к их оппонентам, т. е. к противникам атомной энергетики. В том числе к тем, кто сознательно вводит в заблуждение население по разным конъюнктурным соображениям, а также к далеким от этой области знаний добросовестно заблуждающимся дилетантам.
Одним из важнейших направлений в коррекции неадекватного восприятия опасности, связанной с техногенной сферой, является последовательная учебно-просветительская работа. В отношении к проблеме техногенной опасности, особенно к такой ее составляющей, как атомная энергетика, одинаково вредны обе крайности — недооценка и преувеличение риска. Уже на стадии школьного обучения должны закладываться основы грамотного и осознанного отношения к восприятию опасностей, исходящих от окружающей нас техносферы. После школы обучение нужно продолжать в вузе и на производстве. Просвещение должно охватывать все слои населения, в том числе и неработающих людей. Развитие атомной энергетики является одним из стратегических приоритетов государства, поэтому организацию образовательной и просветительской работы в этой области также следует считать задачей государственной важности на всех стадиях обучения и производственной деятельности наших сограждан.
Феномен и причины необъективности связаны с отношением к средствам обеспечения безопасности. В то же время имеются и объективные причины негативного отношения общества к атомной энергетике, которые связаны с особенностями, присущими работе только ядерных реакторов.
В ядерном топливе беспрецедентно высока концентрация энергии. При одном акте деления ядра урана выделяется в среднем 200 млн эВ энергии, в то время как при окислении одного атома углерода энерговыделение составляет лишь несколько электронвольт. Это соотношение особенно наглядно иллюстрируется широко известным примером: 1 кг 23^ по теплотворной способности эквивалентен загруженному углем железнодорожному составу из 70 платформ по 40 т. Если принять загрузку активной зоны реактора с водой под давлением в составе энергетического блока электрической мощностью
1 ГВт равной 70 т урана с обогащением 4 %, то легко подсчитать, что полная потенциальная энергия деления всех ядер 23^ составит гигантскую величину — 5,2х1013 ккал. Конечно, даже при самой тяжелой аварии до разрушения активной зоны в результате теплового взрыва успеет разделиться лишь малая часть топлива. Если предположить, что к моменту разрушения зоны разделится только одна тысячная часть первоначальной загрузки, то есть 2,8 кг 235^ то даже в этом случае высвобожденная в ходе неуправляемого цепного процесса энергия все еще будет очень большой — 5,2х1010 ккал.
Для представления масштаба этой величины сравним ее с внутренней энергией пароводяной смеси в паровых котлах тепловой электростанции мощностью 1 ГВт, равной 105 ккал, или с энергией вращения роторов генераторов ГЭС такой же мощности — 106 ккал. В отношении ГЭС эта оценка качественно изменяется, если учитывать потенциальную энергию накопленной в водохранилище воды. Например, полезный объем водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС равен 15 км3, высота плотины 240 м, энергия вращения роторов генераторов 1012 ккал, что значительно (на два порядка) превосходит упомянутую выше энергию деления одной тысячной части 23^ в активной зоне реактора мощностью 1 ГВт.
Опасное для целостности реакторной установки энерговыделение предотвращается системой управления и защиты реактора, а также оптимизацией физических свойств активной зоны, совокупность которых должна обеспечивать так называемую отрицательную обратную связь. При этом, чем быстрее растет мощность реактора, тем интенсивнее за счет изменения температур и плотностей компонентов активной зоны «гасится» цепная реакция [3, 4].
При нестационарных режимах работы ядерного реактора существует некоторое предельное состояние, за которым цепная реакция становится неуправляемой. В теории реакторов оно называется состоянием мгновенной критичности и может возникнуть за счет резкого извлечения стержней-поглотителей нейтронов или других действий, в результате чего реактивность (величина, характеризующая отклонение от состояния критичности) становится равной или превосходит суммарную долю всех запаздывающих
нейтронов (0,0064 для 235и). В этом случае условия размножения нейтронов улучшаются настолько, что цепная реакция может идти на одних мгновенных (то есть рождающихся без задержки) нейтронах.
Крупнейшая за всю историю ядерной энергетики чернобыльская авария была следствием неуправляемой цепной реакции на мгновенных нейтронах, повлекшей за собой разрушительный тепловой взрыв реактора. Это произошло по причине грубейших нарушений эксплуатационного регламента и ошибок проектирования (недостатки конструкции стержней системы управления и защиты в сочетании с неудовлетворительными физическими характеристиками реактора).
Феномен и причины недоверия к гарантии безопасности. Одна из ключевых задач обеспечения ядерной безопасности в подобных ситуациях — ни при каких неисправностях и наложениях ошибок эксплуатирующего персонала условия размножения нейтронов не должны улучшаться настолько, чтобы поддерживать цепную реакцию на одних мгновенных нейтронах. Наиболее радикальной мерой обеспечения ядерной безопасности является выполнение условия, при котором в течение всего периода эксплуатации реактора запас реактивности не превосходил бы величину 0,0064. Это условие может быть реализовано, в частности, в жидкосолевых реакторах, а также в некоторых инновационных конструкциях реакторов на быстрых нейтронах.
Специфическая особенность реакторов — не-возможностъ мгновенного выключения. После полного выключения в течение длительного времени в ядерном реакторе продолжает генерироваться тепло за счет радиоактивного распада накопившихся за время работы продуктов деления. Уровень этого остаточного тепловыделения зависит от мощности, на которой работал реактор, и продолжительности его работы до выключения. Так, в реакторе АЭС электрической мощностью 1000 МВт, работавшем в течение 200 суток на номинальной мощности, через 1 час после остановки остаточное тепловыделение составит 31,5 МВт, через 1 сутки после остановки — 13,5 МВт, через 10 суток — около 6 МВт, через месяц — 3,5 МВт. Далее тепловыделение продолжает спадать очень медленно, и ничто не может повлиять на скорость данного процесса.
На АЭС должен быть обеспечен бесперебойный отвод тепла из активной зоны не только при работе, но и после остановки реактора. Иначе в случае прекращения теплоотвода, как это произошло на АЭС «Фукусима» в результате землетрясения и последующего цунами, вероятно повреждение топливных сборок вплоть до их расплавления.
При работе ядерных реакторов образуются высокоактивные продукты деления урана, твердые и жидкие радиоактивные отходы. Многие образующиеся при работе реактора радионуклиды — высокотоксичные и долгоживущие. Период полураспада некоторых из них превосходит сотни и тысячи лет. Поэтому выход радионуклидов в атмосферу, почву и водоемы за пределами АЭС в случае аварии осложняет ее последствия и требует специфических подходов к дезактивации оборудования и радиоэкологической реабилитации загрязненных территорий.
Аварии на АЭС даже при относительно небольших выбросах радиоактивных веществ в определенном смысле являются глобальными, так как попавшие в результате утечки в атмосферу или воду радионуклиды могут переноситься атмосферными и океаническими течениями на большие расстояния от места аварии. Как правило, из-за уменьшения концентрации радионуклидов по мере удаления от аварийной АЭС они представляют все меньшую опасность для населения и окружающей среды. Однако сам факт обнаружения радионуклидов на больших расстояниях от места аварии становится поводом для усиления информационного бума и неадекватной реакции населения.
Основной способ уменьшения подобных рисков — это размещение оборудования реакторной установки в защитной оболочке, локализующей последствия аварий в случае их возникновения. Именно такая оболочка позволила минимизировать выход радиоактивных веществ во время аварии на АЭС «Three Mile Island», сопровождавшейся расплавлением части активной зоны.
Безопасность современных АЭС в сравнении с другими энергетическими объектами
Перечисленные выше характерные особенности в разной степени влияют на потенциаль-
ные риски, связанные с эксплуатацией объектов атомной энергетики. Физическая сущность всей совокупности этих имманентных особенностей ядерных источников энергии объективно обусловливает повышенные по сравнению с другими типами станций требования к обеспечению безопасности АЭС и определяет применительно к ним более высокие стандарты безопасности. Это наглядно характеризуется такими цифрами: расходы на обеспечение безопасности современных АЭС составляют в среднем 25—30 % капитальных расходов на их строительство, в то время как для теплоэлектростанций, работающих на органических топливах, эта величина не превосходит 10 %.
Полувековой опыт широкого использования атомной энергии во многих странах мира убедительно свидетельствует, что наука и инженерная практика оказались способными найти эффективные технические решения, которые позволили обеспечить атомным станциям самый высокий уровень безопасности в ряду других типов крупномасштабной энергетики.
Это утверждение основано на результатах многочисленных исследований по сопоставлению рисков от использования атомных, тепловых и гидроэлектростанций. Применяемые при этом методологии и процедуры оценки рисков не ограничивают анализ сравнением аварий только на самих электростанциях. Они предусматривают сопоставление рисков всех энергетических цепочек, включающих разведку, добычу, транспортировку, хранение топлива, выработку электроэнергии, обращение с отходами и их захоронение. Несмотря на то, что не все перечисленные этапы присутствуют в разных энергетических цепочках (например, при использовании ГЭС нет проблемы захоронения отходов), предложенный подход дает возможность количественно оценить и сопоставить риски от использования различных источников энергии.
Приведем некоторые данные подобного сравнения, которые получены швейцарским институтом им. Поля Шеррера [3]. Основным объектом исследований были крупные аварии, вызвавших наиболее сильную реакцию общества и оказавшие значительное влияние на энергетическую политику государств. Авария считалась крупной, если за короткий промежу-
ток времени она привела к пяти и более жертвам. Исходя из этих критериев была создана база всемирных данных, содержащая информацию о числе смертельных случаев в результате крупных техногенных аварий в энергетике с 1969 по 2000 год. Общий масштаб потерь от крупных техногенных аварий в энергетической отрасли иллюстрирует диаграмма, представленная на рис. 1 [5].
В среднем жертвами аварий в энергетике ежегодно становятся более 1000 человек.
Еще больший интерес представляет сравнительный анализ потерь в технологических цепочках при разных способах получения энергии. Для такого анализа использовалось прямое сопоставление количества жертв крупных аварий, а также сравнение специальных индикаторов, определяемых как число летальных случаев на единицу произведенной энергии. Сводная информация за 1969—2000 годы о жертвах крупных аварий на тепловых, атомных и гидроэлектростанциях (включая аварии на всех этапах соответствующих энергетических цепочек) представлена в табл. 1 [5]. Приведены сведения о 1768 авариях с пятью или более мгновенными жертвами, общее количество мгновенных жертв во всех энергетических цепочках составило 76396 человек. Вследствие различия в уровне технологического развития стран и несовпадения критериев безопасности все аварии в табл. 1 разделены на две группы. В первую группу включены аварии, произошедшие в 30 странах с высокоразвитой экономикой, входящих в Организацию по экономическому сотрудничеству и развитию (ОЭСР), а во вто-
Ежегодное число жертв 105
V, ^чоооогч^чооо ОО ОО ООООСЛСЛСЛСЛСЛ СЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛ
Годы
Рис. 1. Ежегодное число жертв в результате крупных техногенных аварий в энергетике
рую — аварии, случившиеся во всех остальных государствах.
Анализ табличных данных позволяет сделать вывод, что существенно меньшее число жертв и смертей на единицу произведенной энергии наблюдается в странах ОЭСР по сравнению с другими странами. Это объясняется главным образом более высоким уровнем технологического развития энергетических отраслей и большим вниманием к проблемам безопасности.
О высоком уровне травматизма в отечественной угольной промышленности наглядно свидетельствуют данные, приведенные на рис. 2 [6]. По уровню травматизма эта отрасль занимает первое место в производственной сфере. В среднем число пострадавших при несчастных случаях в отрасли составляет 25—30 человек на 1000 работающих. Каждый 60-й несчастный случай заканчивается смертельным исходом, из каждых 10 тысяч работающих шахтеров погибают четверо.
На фоне больших потерь людей в результате крупных аварий на всех этапах в секторе энергетики и в гидроэнергетике эксплуатация атомных станций выглядит более благополучно. За рассматриваемый период (1960—2000) в странах, входящих в ОЭСР, вообще не было крупных (с мгновенной потерей пяти или более человек) аварий на АЭС, а в остальных СТРАнах произошла только одна крупная авария — чернобыльская, в результате которой мгновенно погиб
31 человек. Однако, кроме мгновенных, есть еще так называемые отложенные жертвы. По оценкам, сделанным на основе текущих коэффициентов взаимосвязи доз и рисков, за 70 лет после чернобыльской аварии могут уйти из жизни от 9 до 33 тыс. человек, пострадавших от радиации.
При оценке рисков, связанных с эксплуатацией объектов тепловой энергетики, также необходимо учитывать возможные отложенные жертвы.
В экологическом обзоре [7] указывается: только в 2000 году причиной смерти примерно 960 тыс. человек стало загрязнение воздуха ко-дисперсными частицами (менее 10 мкм), которое на 30 % связано с выбросами в атмосферу продуктов сгорания при работе мощных тепловых электростанций.
Риски для здоровья, связанные с тепловой и особенно с угольной энергетикой, значительны как для российских, так и для более экологичных зарубежных ТЭС. Так, в США с выбросами тепловых электростанций, 70 % которых работают на угле, связывают около 24 тыс. преждевременных смертей ежегодно, из которых 2 вызваны раком легких [8]. Обобщенные данные по воздействию тепловых электростанций на здоровье населения США, кроме смертности, выражаются также следующими цифрами: ежегодно госпитализируются 21 850 человек, регистрируется около 600 приступов астмы и сердеч-
Таблица 1
Сводные данные о жертвах аварий в тепловой, атомной и гидроэнергетике [3]
Страны ОЭСР Остальные страны
Источники энергии Число Число жертв, чел. Индикатор, Число Число Индикатор
аварий чел./Вт аварий жертв, чел. чел./Вт
ТЭС (уголь) 75 2259 0,157 1044 18017 0,597
ТЭС (нефть) 165 3713 0,132 232 16505 0,897
ТЭС (природный газ) 90 1043 0,085 45 1000 0,111
ТЭС (сжиженный газ) 59 1905 1,957 46 2016 14,896
ГЭС 1 14 0,003 10 29924 10,285
АЭС 0 0 0 1 31 0,048
ных приступов, общее количество ежегодно теряемых рабочих дней превышает 3 млн.
По оценкам, выполненным российскими следователями [9] на основе данных мониторинга Росгидромета о загрязнении атмосферного воздуха, индивидуальные годовые риски смерти от загрязнения воздуха летучей угольной золой в российских городах с крупными электростанциями (Рефтинская ГРЭС в Асбесте, Ростовская ГРЭС в Новочеркасске и др.) находятся на уровне 104—103. Суммарный ущерб здоровью населения страны, обусловленный работой угольных ТЭС, оценивается в 5—7 тысяч дополнительных случаев смерти в год.
К факторам риска относится также радиационное воздействие тепловых электростанций, особенно работающих на угле, поскольку в нем всегда содержатся радиоактивные вещества (торий, изотопы урана и продукты их распада, в частности полоний, радий и радон, а также калий-40). При сгорании угля эти радиоактивные вещества частично попадают в атмосферу, а частично накапливаются в шлаковых отвалах тепловых электростанций. В 1 т шлаков от сгоревшего угля содержится примерно 100 г радиоактивных веществ. В результате вымывания дождями они проникают в почву и далее в продукты питания людей.
В отличие от ТЭС, атомные станции выбрасывают в атмосферу лишь очень незначительное количество короткоживущих нуклидов, обладающих невысокой радиоактивностью. Радиационные риски, обусловленные работой атомных станций, составляют 109—107 и оказываются на 4—5 порядков ниже рисков, связанных с работой угольных ТЭС аналогичной мощности [9]. Столь же велика разница в величине популяционных рисков.
Еще одним недостатком, присущим только ТЭС, является выброс в атмосферу большого количества оксидов серы, поскольку природное органическое топливо содержит от 1,5 до 4,5 % серы. При его сгорании образуются оксиды серы, которые вместе с другими продуктами сгорания выбрасываются в атмосферу. Там они вступают в реакцию с парами воды, в результате чего образуется слабый раствор серной кислоты. Тепловая электростанция мощностью 1 ГВт, работающая на угле с содержанием серы 3,5 %, даже при наличии средств очистки ежегодно выбра-
Рис. 2. Динамика добычи угля (1), травматизма со смертельным исходом (2) и аварийности в угольной промышленности России (3)
сывает в атмосферу около 140 тыс. т сернистого ангидрида, из которого образуется 280 тыс. т серной кислоты. Соизмеримое количество серной кислоты попадает в атмосферу и при сжигании мазута. Вместе с дождем серная кислота проникает в почву и наносит большой вред растительности, изменяет состав почвы, разрушает памятники архитектуры и негативно влияет на качество питьевой воды.
Перечисленные особенности электростанций, работающих на органическом топливе, не исчерпывают перечень негативных последствий их эксплуатации. Существенный экологический ущерб наносит потребление тепловыми станциями атмосферного кислорода и выброс огромного количества углекислого газа (табл. 2). При использовании АЭС эти негативные последствия полностью исключаются.
Известным проектом по оценке и сравнительному анализу ущерба здоровью человека и природной среде, который наносят разные виды производства электроэнергии, стал проект «External Costs of Energy» [10]. В усредненном виде (потерянные годы жизни, приходящиеся на 1 ТВтч выработанной электроэнергии) ущерб здоровью населения Европы составил 7 чел.-лет при производстве электроэнергии из ядерного топлива, 44 чел.-лет — из газа, 144 и 164 чел.-лет — соответственно из каменного и бурого угля. Приведенных данных достаточно, чтобы получить представление о том месте, которое занимает атомная энергетика в шкале рисков, связанных с применением различных технологий получения энергии.
Одна из наиболее характерных тенденций развития техносферы — поступательный рост ее энергетического потенциала и энерговооружен-
Таблица 2
Оценки некоторых экологических последствий годичной эксплуатации энергоблока мощностью 1 ГВт, работающего на разных видах органического топлива
Некоторые экологические последствия работы ТЭС Величины воздействия ТЭС
на угле на мазуте на газе
Потребление атмосферного кислорода, млрд м3 Выброс углекислого газа, млрд м3 5,5 5 3,4 3 4,4 1
ности. Энерговооруженность первобытного человека ограничивалась его мускульными возможностями и составляла 100—150 Вт. В настоящее время средняя энерговооруженность человека в мире достигает 3—4 кВт, а в развитых странах — 10—15 кВт. Наиболее состоятельные представители современного общества потребления (с учетом принадлежащих им самолетов, яхт, машин и другой техники) могут «похвастаться» уровнем энерговооруженности 10— 20 МВт.
Несмотря на то, что страны с высоким уровнем экономического развития в последние десятилетия предпринимают определенные усилия для сдерживания роста энергопотребления, в частности за счет повсеместного внедрения энергосберегающих технологий, мировое энергопотребление продолжает расти, что особенно интенсивно стимулируется бурным развитием экономик стран третьего мира. По всем прогнозам, отличающимся друг от друга лишь оценкой предполагаемых темпов роста, отмеченная тенденция будет сохраняться в течение всей обозримой перспективы. На отдаленную перспективу этот рост не может быть обеспечен углеводородными источниками энергии, так как природные запасы углеводородов не бесконечны. Что касается возобновляемых источников энергии (солнечная энергия, энергия ветра, приливы, биомасса, геотермальная и др.), то в обозримой перспективе их доля
в общем производстве энергии по самым оптимистическим оценкам не сможет превысить 15-20 %.
Единственным реалистичным направлением обеспечения роста мировой выработки энергии остается широкомасштабное развитие атомной энергетики на базе использования реакторов на быстрых нейтронах и замкнутого топливного цикла. Именно такая стратегия позволяет обеспечить атомную энергетику топливным сырьем на длительную перспективу и в наиболее полной мере решить проблемы повышения безопасности и нераспространения ядерных материалов. Стратегии и планы развития энергетики многих стран свидетельствуют о начале проявления этой генеральной тенденции.
Таким образом, человечеству предстоит жить в условиях, когда одним из основных источников энергоснабжения станут атомные электростанции. Поэтому в ряду важнейших задач энергетической стратегии государства должно стать создание безопасной, высокоэффективной по экономическим параметрам, широкомасштабной атомной энергетики. В связи с этим систематическое изучение и формирование общественного мнения в отношении АЭС, хорошо организованная эффективная система просвещения в области атомной энергетики, радиационной биологии, радиоэкологии и в других областях атомной науки и техники должны стать задачами государственного значения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Nuclear Electricity Generation: What Are the Extern Costs? [Текст] // OECD. NEA4372.- Paris, 2003.
2. Результаты радиационно-гигиенической па-
спортизации в субъект Российской Федерации за 2009 год [Текст]: Государственный доклад.— М., 2010.
3. Саркисов, А.А. Физика переходных процессов в ядерных реакторах [Текст] / А.А. Саркисов, В.Н. Пучков.— М.: Энергоатомиздат, 1983.
4. Саркисов, А.А. Основы теории и эксплуатации судовых ядерных реакторов [Текст] / А.А. Саркисов, Л.Б. Гусев, РИ. Калинин. — М.: Наука, 2008.
5. Comparing Nuclear Accident Risks with Those fro Other Energy Sources [Текст] // OECD. NEA.— 2010. № 686.— P. 52.
6. О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2005 году [Текст]: Государственный доклад.— М., 2006.
7. OECD Environmental Outlook [Текст] // OECD.— Paris, 2008.
8. Power Plant Emissions: Paniculate Matter-Re lat Health Damages and the Benefits of Alternative Emision
Reduction Scenarios [Текст] // Report prepared by Abt Asociates Inc. with Computer Sciences Corporation ai E.H. Pechan Associates Inc. for Clean Air Task For.— Boston.— June 2004.
9. Арутюнян, Р.В. Экология и устойчивое развитие региона размешения Нововоронежской АЭС [Текст] / Р.В. Арутюнян, Л.А. Большое, Л.М. Воробьева [и др.] // Атомная энергетика.— 2010. Т. 109, Вып. 2.— С. 109-114.
10. Externalities of Energy [Текст] // European Co-ramsion.— Brussels, 1999. Vol. 7.— DG XII, EUR/— 19083.
УДК 001:929
В.В. Окрепилов
СЕМЬЯ НОБЕЛЬ И Д.И. МЕНДЕЛЕЕВ
Многогранная деятельность семьи Нобель в России в конце XIX — начале ХХ веков по многими направлениям тесно переплеталась с деятельностью Д.И. Менделеева, который в этот же период проводил свои исследования в разных областях науки.
Одним из направлений совместной деятельности стало главное, без преувеличения, дело семьи Нобель — содействие развитию отечественной нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. По оценке Д.И. Менделеева, «...особое оживление в ходе бакинских нефтяных дел наступило лишь тогда, когда в конце 70-х братья Нобель, особенно Л.Э. Нобель, имевший машинный завод в Петербурге, образовали большую компанию для эксплуатации бакинских запасов нефти. До тех пор все делалось с небольшими капиталами, а Т-во Нобелей вложило в дело более 20 млн руб., завело добычу в больших размерах, огромный завод на несколько миллионов пудов керосина в год, устроило нефтепровод с промыслов до завода и до пристани, обзавелось многими прекрасными паровыми наливными судами на Каспийском море и наливными баржами на Волге...».
О влиянии, которое братья Людвиг, Альфред и Роберт Нобели оказали на развитие отечественной нефтяной промышленности, можно судить по следующим примерам. Свою деятельность
в Баку братья Нобель начали в середине 1870-х годов. Уже к 1883 году импорт керосина из Америки в Россию прекратился. Вскоре отечественный керосин потеснил американский продукт и на мировом рынке. К 1893 году промышленность развилась настолько, что Д.И. Менделеев после посещения Чикагской всемирной выставки писал: «Нашим... бакинским техникам нечему учиться у американцев относительно перегонки, можно если что позаимствовать, так это некоторые механические приспособления».
Медаль, отчеканенная в память добычи миллиарда пудов сырой нефти Товариществом братьев Нобель, символизирующая миссионерскую роль Нобелей в России
