Об особенностях обеспечения единства измерений в области использования атомной энергии

Об особенностях обеспечения единства измерений в области использования атомной энергии

Никифоров Н.В.,  Шевченко В.М.

Очевидно то, что критериями безопасности, т.е. «состояния защищенности объекта от внутренних и внешних угроз» [1], являются предельные показатели характеристик качества объекта и внешних факторов, воздействующих на объект, в процессе его жизненного цикла. Очевидно также, что количественные показатели определяются посредством  измерений, которые  выполняют главные (определяющие) функции безопасности  и являются инструментами обеспечения безопасности в любых видах деятельности.  К сожалению, в начале 90-х годов 20-го века этот факт  выпал из  «междисциплинарной» философии рыночных реформ.

Одним из первых рыночных преобразований в экономике современной России законодательно изменились функции государственного регулирования качества продукции и услуг. Суть изменений состояла в преобразовании системы отношений государственного управления производством и контролем качества продукции в систему государственного регулирования безопасности видов деятельности и продукции.

Впервые закон РФ  от 27.04.1993 г. № 4871-1 "Об обеспечении единства измерений"    был принят   в пакете с законами  от 05.03.1992 г. № 2446-1 «О безопасности», от  10.06.1993 г. № 5154-1 "О стандартизации"  и   от 10.06.1993 г. № 5151-1  «О сертификации продукции и услуг».

Закон  «Об обеспечении единства измерений» установил отношения новых органов исполнительной власти Российской Федерации с юридическими и физическими лицами по «вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений». В соответствии с этим законом термин «измерение физических величин» был определен в документе по стандартизации РМГ29-99  [2], как «совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающего нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины».

В основу содержания закона № 4871-1 было положено постановление Совмина СССР от 17.09.1973 г. №609 «Об утверждении положения о Государственном комитете стандартов Совета Министров СССР» и Постановление Совета Министров СССР № 273 от 04.04.1983 года «Об обеспечении единства измерений в стране, в котором, в частности, было установлено, что «работы по обеспечению единства измерений, проводимые на предприятиях, в организациях и учреждениях, относятся к основным видам работ». При этом, в закон не был включен   важнейший инструмент метрологического обеспечения безопасности: требование к метрологической экспертизе проектов важнейших образцов промышленной продукции, который содержался в указанном Положении.  Таким образом, из обязанностей нового Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России) - органа государственного управления деятельностью по обеспечению единства измерений, в 1993 году в целях рыночной реформы были исключены функции метрологической экспертизы качества продукции, а также отнесение работ по обеспечению единства измерений – основной вид работ.

Эти функции не вошли также в последующие отраслевые законы:

от 25.11.1995 г. №170-ФЗ «Об использовании атомной энергии»;

от 21.07.1997 г. №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»;

от 21.07.1997 г. №117 «О безопасности гидротехнических сооружений»

от 24.12.2004 г. №190-ФЗ «Градостроительный кодекс РФ» и другие.

Закон «Об использовании атомной энергии»  установил, что требования  безопасности объектов использования атомной энергии (ИАЭ) регулируются  федеральными  нормами и правилами (ФНП) и руководствами по безопасности (РБ), которые разрабатываются, вводятся  в действие и контролируются органами государственного регулирования безопасности при использовании атомной энергии.  

Анализ действующих ФНП и РБ показывает на их  неполноту и не достаточность в части требований к метрологическому обеспечению безопасности объектов ИАЭ.  В качестве примера на рис.1 представлены «ключевые» требования органов государственного регулирования безопасности к метрологическому обеспечению строительства атомных станций (АС).

 В 2008 году был принят  новый Федеральный закон от 26.06.2008 №102 «Об обеспечении единства измерений», а закон № 4871-1 утратил свою силу. Новый закон восстановил забытые, принципиально важные положения.

Этот закон расширил область отношений:

«…возникающих при выполнении измерений, установлении и соблюдении требований к измерениям, единицам величин, эталонам единиц величин, стандартным образцам, средствам измерений, применении стандартных образцов, средств измерений, методик (методов) измерений, а также при осуществлении деятельности по обеспечению единства измерений, предусмотренной законодательством РФ об обеспечении единства измерений, в том числе при выполнении работ и оказании услуг по обеспечению единства измерений».

В данной формулировке  восстановлено общее требование к метрологическому обеспечению качества продукционных систем [3], которые содержались в ранее разработанных и принятых государственных и отраслевых стандартах [например, 4].

Новым законом введены определения терминов «измерение», как «совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины»,  и «прямое измерение», как «измерение, при котором искомое значение величины получают непосредственно от средства измерений». Следовательно, все методы и результаты математических расчетов величин с использованием информации, полученной от технических средств измерений, отнесены к косвенным измерениям.

Введена метрологическая экспертиза нормативных правовых актов РФ, стандартов, продукции, проектной, конструкторской, технологической документации и других объектов,  проводимой в порядке и случаях, предусматриваемых законодательством РФ.  

Новым законом установлено, что «федеральные органы исполнительной власти, осуществляющие нормативно-правовое регулирование в определенных областях деятельности, указанных в законе,…определяют измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, и устанавливают к ним обязательные метрологические требования, в том числе показатели точности измерений».

В ноябре  2011 года  Государственная Дума уходящего созыва приняла Федеральный закон от 30.11.2011 г. N 347-ФЗ "О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в целях регулирования безопасности в области использования атомной энергии", который вступил в силу с 1 января 2012 года.

Принятые изменения призваны усовершенствовать разграничение ответственности и функции органовгосударственного регулирования безопасности (ОГРБ) и органов государственного управления (ОГУ) использованием атомной энергии и, по нашему мнению, были обусловлены трендами:

ответственной реакции на аварию японской АС «Фукусима»,

и обеспечения независимости ОГРБ при осуществлении своих полномочий от ОГУ и от организаций, осуществляющих деятельность в области ИАЭ, в целях противодействия коррупции.

Изменения были внесены в законы: «Об использовании атомной энергии», "О промышленной безопасности опасных производственных объектов", «О безопасности гидротехнических сооружений», «О техническом регулировании», «О Государственной корпорации по атомной энергии "Росатом", "Об обеспечении единства измерений",  "Устав о дисциплине работников организаций, эксплуатирующих особо радиационно опасные и ядерно опасные производства и объекты в области использования атомной энергии".

Не затрагивая содержания всех изменений, отметим положения об обеспечении единства измерений, которые имеют очевидное и важнейшее значение в регулировании и обеспечении безопасности:

1. В Федеральный закон от 26.06.2008 №102 «Об обеспечении единства измерений» введено положение о том, что сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется на измерения, к которым, в частности, «установлены обязательные требования и которые выполняются при  осуществлении деятельности в области использования атомной энергии". «Особенности обеспечения единства измерений при осуществлении деятельности в области использования атомной энергии устанавливаются Правительством Российской Федерации».

2. В Федеральном законе от 01.12.2007 г. № 317-ФЗ "О Государственной корпорации по атомной энергии "Росатом" дополнены полномочия и функции корпорации работами по стандартизации  и обеспечению единства измерений в области ИАЭ.

Технические особенности  метрологического обеспечения видов деятельности в области ИАЭ вытекают из  целей,  задач  и технических требований к методам и показателям информативности и правильности измерений, применяемых для контролируемых объектов. К общим положениям технических особенностей МО объектов ИАЭ относятся следующие.

а) Для дорогостоящих особо опасных и технически сложных объектов единичного производства (например, АС) главную функцию безопасности выполняют косвенные измерения – сложные расчеты технических характеристик, например, механической, температурной, радиационной прочности, стойкости и устойчивости уникальных строительных сооружений, внутриреакторный контроль, контроль радиационной безопасности и пр. Погрешности и неопределенности исходных данных, методов, алгоритмов  и программ расчетов обуславливают неопределенности измеряемых характеристик безопасности.

б) Методы измерений  характеристик ионизирующих излучений  объектов ИАЭ являются косвенными, основанными на физике преобразования энергии элементарных частиц.  Определение количественных характеристик излучения включает в себя преобразование элементарных частиц, попадающих в детектор технического средства измерений, в электрические сигналы и их пересчет  в величины активности источника, энергию, плотность потока и другие. При этом физическая динамика излучения и его детектирования имеет статистический характер.

в) Названные  особенности косвенных измерений обуславливают наличие в области ИАЭ уникальных средств измерений и измерительных систем единичного изготовления, специальной метрологической базы эталонов, стандартных образцов, образцов-свидетелей, стандартных справочных данных. Метрологические требования к этой базе должны обеспечивать высокую достоверность и надежность данных, используемых в целях безопасности.

г) Неизвлекаемость и недоступность многихсредств измерений к метрологическому обслуживанию, обуславливают особенности периодических поверок, калибровок и градуировок.

д) Необходимость внедрения новых материалов и технологий в целях повышения безопасности и эффективности объектов ИАЭ обуславливают  необходимость создания новых ядерно-физических методов неразрушающих измерений количественного состава веществ и развития других специальных методов и технических средств измерений.

е) Одним из требований к безопасности объектов капитального строительства в области ИАЭ является требование к герметичности «контаймента» - строительного сооружения, защищающего окружающую среду от выбросов в нее радиоактивных веществ в случае  аварии ядерной установки,  и, собственно ядерную  установку от внешних силовых воздействий, например, от попадания летящих предметов.  Обеспечение контроля герметичности огромного объема строительного сооружения требует разработки и использования специальных многопараметрических методов прямых и косвенных измерений, требования к точности которых должны учитывать и многофакторные критерии экологической, механической, термической, химической и других видов безопасности.

ж) Особенности метрологического обеспечения систем государственного учета и контроля ядерных материалов, радиоактивных веществ и радиоактивных отходов, решающих три важнейшие задачи:

          технологическая – обеспечение ядерной и радиационной безопасности в технологических процессах обращения с ядерными материалами и радиоактивными веществами,  как особо опасными объектами использования атомной энергии;

экономическая - учет и управление особо ценными стратегическими ресурсами, как элемент обеспечения экономической безопасности;

глобальная политическая - обеспечение гарантий нераспространения ядерных материалов и радиоактивных веществ, как главного условия нераспространения ядерного и радиологического оружия (международный аспект обеспечения ядерной безопасности).

Очевидно, что здесь требования к точности и достоверности измерений должны и могут быть обоснованы по критериям   допустимых материальных потерь, риска накопления критической массы, необходимой для изготовления ядерной или радиологической бомбы, а также по критериям различных технологических угроз. 

Названные и другие технические особенности обуславливают особенности организации метрологического обеспечения в области ИАЭ.

В соответствии со статьей 35 закона «Об использовании атомной энергии»     всю полноту ответственности за безопасность ядерной установки, радиационного источника и пункта хранения несет эксплуатирующая организация.  В случае неспособности эксплуатирующей организации обеспечить безопасность указанных объектов ответственность за безопасность несет соответствующий орган управления использованием атомной энергии, который обязан обеспечить безопасность этих объектов до создания новой эксплуатирующей организации.

Эксплуатирующая организация разрабатывает и осуществляет мероприятия по поддержанию безопасности ядерной установки, радиационного источника или пункта хранения, создает при необходимости специальные службы, осуществляющие контроль над безопасностью, представляет информацию о состоянии безопасности ядерной установки, радиационного источника или пункта хранения в органы государственного регулирования безопасности.

Эксплуатирующая организация обеспечивает организацию и координацию разработки и выполнения программ обеспечения качества на всех этапах создания, эксплуатации и вывода из эксплуатации ядерной установки, радиационного источника и пункта хранения, контроль над выполнением этих программ;

На этапе эксплуатации объекта ИАЭ главной задачей обеспечения безопасности является ведение технологического процесса в соответствии с технологическим регламентом и инструкциями по эксплуатации.

В процессе эксплуатации, например, энергоблока АС, обеспечивается контроль и измерение многих тысяч физических величин, обеспечивающих информацию о состоянии активной зоны, количестве и качестве вырабатываемой тепловой и электрической энергии, состоянии радиационной обстановки, дозиметрической нагрузки на персонал и пр.

Метрологическое обеспечение   АС создаёт основу нормального функционирования всех систем управления и защиты ядерного реактора.

В настоящее время все стандарты и методики измерений объектов ИАЭ разрабатываются  и вводятся в действие эксплуатирующей организацией и поддерживающими предприятиями.

Однако не все вопросы в этой области решены. Так, например, анализ актов обследования метрологического обеспечения эксплуатации АС, выявил следующие типичные для всех АС недостатки:

в проектных документах АС не определены нормы точности измерений наиболее важных измеряемых параметров ведения технологических процессов. Проектная документация не проходит метрологическую экспертизу;

отсутствует документация, определяющая порядок приёмки в эксплуатацию информационно–измерительных систем в части метрологического обеспечения после монтажа и наладки;

не разработан пакет документов по метрологическому обеспечению систем управления и защиты, контроля нейтронного потока, системы измерения натяжения канатов контаймента, автоматизированной системы обнаружения течи теплоносителя, программно-технического комплекса  и пр.;

не решены вопросы модернизации «эталонного парка»;

пересмотр нормативных документов проводится с большой задержкой не смотря на изменения законодательства в области метрологии и структурными изменениями в отрасли и в стране;

не решен вопрос поверки (калибровки) аппаратуры для контроля процессов, происходящих в ядерном  реакторе, в условиях затруднённого или невозможного доступа к датчикам;

не обоснованы требования к нормам точности измерений параметров реактора в условиях непостоянства передаточной функции цепи реактор–датчик–измерительная аппаратура, обусловленного влиянием выгорания детекторов, пространственными эффектами, экранировки датчиков в процессе регулирования мощности, изменения спектральных характеристик нейтронного потока в течение компании и т.п.;

не определены общие требования к системе метрологического обеспечения атомных станций, строящихся по российским проектам и с использованием российских технических средств за рубежом;

не определены основные обязанности, права и ответственность главного метролога Госкорпорации «Росатом»;

не утверждена программа работ по совершенствованию метрологического обеспечения объектов ИАЭ и не определен источник финансирования этих работ.

В решении этих вопросов должны принять участие организации, выполняющие работы и предоставляющие метрологические услуги для эксплуатирующей организации.

Затягивание решений этих вопросов является нарушением действующего законодательства, следствием ослабления внимания органов управления  ИАЭ к проблемам совершенствования метрологического обеспечения безопасности объектов ИАЭ.

В этой связи предлагаем включить в постановление Правительства Российской Федерации «Об особенностях обеспечения единства измерений при осуществлении деятельности в области использования атомной энергии»следующие вопросы:

• Требования к метрологическому обеспечению объектов ИЯЭ, как главной функции безопасности, устанавливаемых в федеральных нормах и правилах и руководящих документах по безопасности;
• О порядке организации и проведения метрологической экспертизы федеральных норм и правил, руководящих документов,  стандартов,  проектной документации и других объектов; 
• О распределении функций технического регулирования, прав и ответственности в сфере метрологического обеспечения между органами государственного регулирования  безопасности,  государственного управления использованием атомной энергии, организациями научно-технической поддержки,  эксплуатирующими организациями и предприятиями;
• О порядке аккредитации на техническую компетентность предприятий Госкорпорации «Росатом» в области метрологической деятельности;
• О порядке аттестации ведущих специалистов в области метрологии;
• О программе стандартизации метрологического обеспечения объектов использования атомной энергии в целях научно-технической поддержки законодательства, технических регламентов, федеральных норм и правил,международных стандартов в целях инновационного развития отрасли и строительства Россией объектов атомной энергетики за рубежом.
• О статусе и правилах ведения реестров СИ, методик измерений, физических констант и справочных данных.

Ссылки

1. Закон Российской Федерации от 05.03.1992 г. № 2446-1 «О безопасности»

2. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения. РМГ 29-99.

3. ГОСТ Р ИСО 14040-99. Управление окружающей средой. Оценка жизненного цикла. Принципы и структура.

4. ГОСТ Р 8.565-96. ГСИ. Метрологическое обеспечение эксплуатации атомных станций. Основные положения.

Об авторах:

Никифоров Н.В. – к.т.н., Советник Российской Федерации 1-го класса, Ветеран атомной энергетики и промышленности, специалист в сфере разработки методов технического контроля систем автоматики ядерных боеприпасов;

Шевченко Владимир Михайлович – Заслуженный метролог России, Ветеран атомной энергетики и промышленности, пенсионер, участник работ по ликвидации аварии на ЧАЭС, Главный метролог ФГУП «Концерн «Росэнергоатом» в 1992 - 2006 гг.

НП-001-97external link, opens in a new tab«Общие положения обеспечения безопасности атомных станций»:

п. 1.2.7. Эксплуатирующая организация АС обеспечивает разработку и выполнение программ обеспечения качества на всех этапах жизненного цикла АС 

НП-011-99external link, opens in a new tab«Требования к содержанию программы обеспечения качества АС»

«12. Метрологическое обеспечение.

Раздел должен содержать информацию о действующих процедурах:

· организации аттестации, калибровки, поверки и идентификации контрольно-измерительного и испытательного оборудования и приборов;

· поддержания в рабочем состоянии и обслуживания контрольно-измерительного и испытательного оборудования и приборов;

· ведения, учета и хранения протоколов аттестации, калибровки и поверки контрольно-измерительного и испытательного оборудования и приборов.

13. Обеспечение качества программного обеспечения и расчетных методик.

Раздел должен содержать информацию о действующих процедурах обеспечения качества программного обеспечения и расчетных методик, в том числе верификации программного обеспечения и расчетных методик, перечень действующих программ, методик».

НП-006-98external link, opens in a new tab«Требования к содержанию отчета по обоснованию безопасности атомных станций с реакторами типа ВВЭР»

Требования к методам  обоснования объемов контролируемых параметров, норм точности и методик измерений, и норм контроля параметров ОКС  органом государственного регулирования безопасности настоящее время не установлены !!!