Обеспечение безопасности радиационно-опасных объектов, радиационной защиты их персонала, населения и окружающей среды осуществляется с помощью комплекса организационных и научно-технических мероприятий. Одно из них – оценка радиационной безопасности. Она помогает лучше понять поведение системы «объект – окружающая среда», заблаговременно выявить слабые места, вовремя предпринять необходимые меры и доказать безопасность объекта всем заинтересованным сторонам.
Оценку безопасности необходимо проводить на всех этапах обращения с радиоактивными отходами. С одной стороны, это требуется для лицензирования всех видов такой деятельности. С другой – дает возможность оптимизировать многие процессы. Например, для долговременного хранения РАО оценку следует проводить при разработке концептуального проекта хранилища, выборе площадки, проектировании, сооружении, пуске и эксплуатации объекта, а также при его закрытии, выводе из эксплуатации и снятии административного контроля. Регулирующие органы при необходимости определяют периодичность повторной оценки (в процессе функционирования хранилища). В то же время, на основе оценки безопасности разработчики могут оптимизировать проведение полевых исследований площадки и отдельные параметры как конструкции объекта, так и всей системы инженерных барьеров.
Рис. 1. Роль оценки безопасности на различных этапах изоляции РАО
От стадии к стадии возрастает степень изученности и понимания поведения всей системы «объект – окружающая среда», достоверность и полнота данных. Эти обстоятельства предопределяют итеративный характер оценки безопасности.
Шаг за шагом
Международный методологический подход к оценке безопасности (ISAM) последовательно включает: разработку контекста оценки, подробное описание системы долговременного хранения отходов, разработку и обоснование набора сценариев, создание моделей, а также анализ полученных результатов.
Рис. 2. Методика оценки безопасности
Контекст определяет основные рамки выполнения оценки безопасности и дает ответы на два основных вопроса: «Что вы пытаетесь оценить (подсчитать)?» и «Зачем вы пытаетесь сделать это?».
Описание, применительно к хранилищам РАО, содержит достаточно подробную информацию об отходах, инженерных сооружениях и окружающей природной среде. Здесь должны быть представлены сведения о самих отходах, хранилище и его взаимодействии с прилегающей частью вмещающих пород. Они включают данные о типах, формах, количестве и активности РАО, способе их хранения или захоронения, системе искусственных барьеров (в том числе, химические и физические характеристики), размеры сооружения и т.д. Необходима информация о литологии, характеристиках потока грунтовых вод, параметрах массопереноса, климатических условиях, составе биоты и т.д. Следует учитывать также человеческий фактор, в том числе образ жизни, поведение населения и наиболее вероятные пути его возможного облучения.
Разработка и анализ ряда сценариев помогает решить проблему неопределенности различных факторов, например, отдельных параметров, поведения человека, изменений окружающей среды за продолжительный промежуток времени и т.д. В сценариях рассматриваются альтернативные (но внутренне непротиворечивые) изменения системы «объект – окружающая среда» в будущем, а также их возможные последствия. Каждый отдельный сценарий, как правило, рассматривает лишь часть таких последствий и подразумевает ряд допущений и ограничений. Совокупность рассматриваемых сценариев должна дать всестороннюю картину состояния системы и вероятных путей ее изменения, с учетом доступной информации и контекста оценки.
На основе подробного описания сценария строится (часто графически) концептуальная модель, в которой рассматриваются отдельные компоненты системы и их взаимодействие. Далее эта модель выражается в математической форме – в виде групп дифференциальных уравнений и алгебраических выражений, которые затем решаются с помощью готовых или специально разработанных программных средств. Результаты расчетов для каждого сценария необходимо сверить с соответствующими критериями безопасности.
Такова упрощенная схема оценки безопасности. На практике несколько шагов могут выполняться одновременно, возможен возврат к предыдущим этапам для уточнения или изменения исходных данных, параметров и граничных условий моделирования.
Наполнение, а также приемы разработки перечисленных разделов методики, например, создания сценариев или математического моделирования, могут существенно различаться. Это зависит не только от объекта оценки, но и от ее целей, доступных ресурсов и субъективных предпочтений специалистов.
В рамках единой методики
Выполнение оценки безопасности определяется, в первую очередь, текущим состоянием объекта и параметрами, которые необходимо оптимизировать или сопоставить с нормативами.
Так, при выборе площадки для хранилища определяющими критериями являются защитные свойства окружающей среды и ее воздействие на инженерные барьеры, с учетом основных характеристик отходов, поступающих на объект. Соответственно, одним из расчетных параметров оценки может быть срок функционирования барьеров. Каждая площадка характеризуется также специфическими путями возможного переноса радионуклидов, от которых зависит величина годовой эффективной дозы облучения. Расчет предполагаемых значений дозы для различных вариантов площадки обычно завершает оценку на данной стадии.
При разработке детального проекта хранилища в центре исследований оказываются конструкционные параметры инженерных барьеров, определяющие их надежность и защитные свойства. Здесь можно ограничиться сопоставлением значений концентраций радионуклидов в окружающей среде, расчитанных для различных вариантов. Эффективными методами разработки сценариев могут служить построение «дерева отказов» или рассмотрение всех возможных состояний инженерных барьеров.
При неизменном методологическом подходе для оценки безопасности могут использоваться различные сценарии и неодинаковые по сложности математические модели. Их применение должно быть обосновано, а выбор зафиксирован документально.
Демонстрация безопасности
Для лицензирования деятельности по обращению с РАО недостаточно предоставления результатов проведенной оценки безопасности. Важно показать, что оценка была проведена оптимальным образом, с привлечением наиболее важных сценариев, использованием достоверных моделей и исходных данных. Большое значение имеют программа обеспечения качества всех видов работ, инструкции по радиационной безопасности для персонала, система радиационного контроля. Необходимо также учитывать интересы населения, политических и управленческих структур, мнение научной общественности, экологических организаций и других заинтересованных сторон. Результаты оценки безопасности, не вызывающие сомнений в научных кругах и у регулирующих органов, могут показаться недостаточно убедительными местному населению. Иногда могут потребоваться дополнительные расчеты и более наглядные формы для представления результатов оценки.
Все это принимается во внимание при проведении демонстрации безопасности (safety case). Такое понятие появилось относительно недавно и сам термин в ряде государств, в том числе и в России, пока не нашел официального применения. В то же время деятельность регулирующих органов в процессе лицензирования уже в настоящее время по своей сути соответствует концепции демонстрации безопасности. Эту работу невозможно выполнить силами одного специалиста или даже подразделения отдельного предприятия. Здесь требуется слаженная работа всех служб, при необходимости – привлечение сторонних экспертов или организаций.
Опыт Московского «Радона»
В зоне возможного загрязнения Научно-производственного комплекса ГУП МосНПО «Радон» эксплуатируются приповерхностные хранилища радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности. Специалисты предприятия постепенно накапливают опыт оценки и демонстрации их безопасности.
Одной из первых практических работ по использованию методики ISAM стала оценка безопасности Саратовского спецкомбината, уступающего ГУП МосНПО «Радон» по площади, количеству хранилищ, объему РАО и их активности. Эти работы позволили московским специалистам лучше вникнуть в отдельные нюансы международного методологического подхода, прежде чем заниматься оценкой собственных сооружений.
Эта методика использовалась на НПК ГУП МосНПО «Радон» при оценке безопасности и подготовке документов для лицензирования новых типов хранилищ – наземного сооружения и скважины большого диаметра (СБД). Оценку безопасности хранилища наземного типа сотрудники Московского «Радона» проводили в 1997 и 2005 годах в рамках программы TACIS. В 2002 году, перед вводом в эксплуатацию, была выполнена оценка безопасности хранилищ СБД. Очередная итерация оценки безопасности СБД – для расширения действия лицензии и получения разрешения на размещение в скважине упаковок с закрытыми источниками ионизирующего излучения – осуществлена в этом году.
Оценка безопасности использовалась специалистами предприятия также при определении максимальной суммарной активности РАО, которые можно разместить в зоне возможного загрязнения. Результаты работы показали, что благодаря гидрогеологическим условиям и высокой сорбционной емкости вмещающих пород максимальная активность принимаемых на хранение отходов низкого и среднего уровня активности ограничивается только их объемом, то есть емкостью хранилищ – как эксплуатируемых, так и тех, которые еще можно разместить на отведенной площади.
Вместе с тем, очевидно, что сделаны только первые шаги и впереди еще очень много работы. Важно сохранять эффективное взаимодействие между различными подразделениями и службами предприятия. (Это помогает правильно оценивать состояние объекта и обеспечивать его радиационную безопасность за счет своевременной постановки и решения «упреждающих» задач). Необходимо также укреплять сотрудничество с профильными предприятиями и научными организациями, использовать их научно-практический потенциал – в том числе, в области разработки и реализации математических моделей отдельных процессов и деятельности всего полигона как единого целого. При демонстрации безопасности и рассмотрении заявок на лицензирование очень важно поддерживать постоянный контакт с регулирующими органами. И, конечно, следует продолжать адаптацию методологических подходов МАГАТЭ к российским условиям: нормативным требованиям, специфике спецкомбинатов «Радон», доступности финансовых и интеллектуальных ресурсов и т.д.
