1 КОНЦЕПЦИЯ ПРИЕМЛЕМОГО РИСКА
Любой вид деятельностисвязан с определенной степенью вредного воздействия (риском). При этом должнобыть обеспечено условие безопасности — т.е. условия приемлемого риска. В идеалеприемлемый риск должен соответствовать условию равновесия между риском ипользой от этого вида деятельности.
На основании критическогоанализа существующих подходов для обоснования критериев обеспечения безопасностичеловека отмечается:
• вероятностный характерпотенциальных источников опасности;
• индивидуальнаявариабельность последствий воздействий различных техногенных факторов;
• беспороговый характерстохастических проявлений воздействия неблагоприятных техногенных факторов;
• комбинированноевоздействие различных техногенных факторов;
• ограниченность доступныхресурсов для обеспечения безопасности.
При этом основныепринципы концепции приемлемого риска можно сформулировать в виде положений :
1. Принимается мераопасности — риск.
2. Утверждается, что любомууровню воздействия соответствует некоторый уровень риска.
3. Признается наличиеопасных сочетаний источников воздействия.
4. Предполагаетсясуществование некоторого уровня приемлемого риска.
5. Считается, что уровеньприемлемого риска можно установить с учетом экономических, социальных и другихусловий.
6. Постулируется, что уровниприемлемого риска стихийно формируются в обществе и проявляются в масштабахриска.
7. Постулируется, чтоуровнем приемлемого риска можно управлять, воздействуя на условия егоформирования.
8. Предполагаетсяиспользование концепции замещения «старых» рисков «новыми» при условии сниженияобщего уровня достигнутого риска.
Проблема определенияприемлемого риска имеет социальные, экономические, психологические и другиеаспекты.
Социальные проявляются вразличиях пользы и вреда от конкретного вида деятельности для различныхсоциальных групп.
Психологические проблемыочень сложны и недостаточно изучены. Каждый человек имеет свою шкалу оценкириска.
Экономические аспектыможно выявить как при рассмотрении затрат, связанных со снижением риска, так ипри анализе потерь из-за недостаточно низкого уровня риска.
Выражая затраты и потерив одинаковых единицах, что само по себе представляет непростую задачу, исуммируя их, можно оценить экономическую целесообразность защитных мер. В этомслучае, в принципе, возможно отыскать минимум суммы потерь и затрат,соответствующий оптимальным условиям реализации мер.
Уровень риска,обеспечивающий минимум суммы потерь и затрат, можно условно назвать приемлемым.
Однако на практикезатраты и потери зачастую выражаются в разных единицах (представлены в разныхшкалах), поэтому сведение их к единой шкале представляет собой нетривиальнуюзадачу и не всегда возможно.
Условия минимума и, соответственно, уровня приемлемого рискаможно найти, анализируя масштабы риска в жизни человека. Это мнениеосновывается на признании стихийно реализуемых в обществе тенденцийустановления приемлемого равновесия между пользой и затратами для различныхвидов деятельности. Общество движется в направлении такого равновесияэмпирическим путем, путем проб и ошибок.
2 ОСОБЕННОСТИ РИСКОВ,СВЯЗАННЫХ С ТЕХНОГЕННЫМИ ОБЪЕКТАМИ
Быстрое развитие техногенных объектов является неотъемлемойчертой современного этапа развития человечества. Их эксплуатация позволяетрешать многочисленные задачи повышения уровня и качества жизни людей,обеспечения безопасности индивидуумов, сообществ и государств. Сооружение,эксплуатация и демонтаж техногенных объектов порождают факторы опасности,обусловливающие возможность негативного воздействия на людей и окружающуюприродную среду. Многие экологические проблемы современности связаны с резкимростом производства и потребления энергии, использованием ядерной энергии,экстенсивным использованием вредных химический веществ.
Очевидное загрязнение окружающей среды, ряд катастроф натехногенных объектах приводят к человеческим жертвам, поэтому вопросы техногеннойбезопасности выдвинуты на передний план — они привлекают вниманиезаконодательных и регулирующих органов.
Первым побуждением было требование сделать техногенныеобъекты «настолько безопасными, насколько это практически достижимо»- в западной литературе это получило название принципа ALARA.
Оно отражение в законодательных и нормативных документахмногих промышленных стран.
Постепенно становилось ясно, что принцип «чем больше,тем лучше» применительно к системам промышленной безопасности – не оптимально:чем больше тратится средств на технические системы безопасности, тем меньше ихостается на здравоохранение и повышение качества жизни. Снижение техногеннойопасности до нуля вообще невозможно — это предполагало бы прекращение всейпромышленной и сельскохозяйственной деятельности. Поэтому в современныхусловиях все большее предпочтение отдается принципуразумной оптимизации затрат на промышленную безопасность, известномутакже как принцип ALARA: следует стремиться к обеспечению уровня воздействия на населениеи окружающую среду «настолько низкого, насколько это разумнодостижимо» с учетом экономических и социальных факторов. При этомобеспечивается распределение затрат, обеспечивающее наибольший выигрышобщества.
Эффективным инструментом оптимизации затрат в обеспечениебезопасности является анализ риска и установление уровня приемлемого риска.
Для значительной части членов общества риск, связанный сдеятельностью техногенных объектов, является вынужденным, обусловленнымрешениями, принятыми без их участия и прямого согласия.
3 ПРОЦЕДУРА ALARA
В 1990 году МеждународнаяКомиссия по радиологической защите (МКРЗ) выпустила рекомендации, в которыхбыли определены три фундаментальных принципа, лежащие в основе современнойсистемы радиационной защиты:
- никакаяпрактическая деятельность, связанная с облучением, не должна приниматься, еслипольза от нее для облученных лиц или общества в целом не превышает ущерба отвызванного ею облучения;
- длялюбого отдельного источника в рамках данной практической деятельности значенияиндивидуальных доз, число облученных лиц и возможность подвергнутьсяоблучениям, которые не- обязательно случатся, должны поддерживаться на стольнизких уровнях, какие только могут быть разумно достигнуты с учетомэкономических и социальных факторов;
— облучение отдельных лиц от сочетания всех соответствующих видовпрактической деятельности должно ограничиваться пределами дозы или контролемриска в случае потенциального облучения.
Эти три принципа,называемые «обоснование, оптимизация и нормирование — кульминационный моментперехода от ограничения индивидуальных доз к снижению доз до оптимальногоуровня. Концепция оптимизации уровней облученияили ALARA (сокращение «As Low As Reasonably Achievable» — «настолько низко,насколько разумно достижимо») стала основным принципом в современнойрадиационной защите. Однако вследствие качественной природы концепции, котораяпредлагает учитывать «экономические и социальные факторы», возникланеобходимость выработать ясные и недвусмысленные правила для ее интерпретации.
Ниже приведены основныеположения концепции.
Принятие решений есть часть повседневной жизни.
Каждый день намприходится принимать множество решений. Мы стараемся поступить оптимальнымобразом. Часто процесс принятия решений происходит на подсознательном уровне. Вслучае, когда мы имеем дело со сложными ситуациями, может потребоватьсяосознанная оценка доводов «за» и «против» различных вариантов решений.Процедура взвешивания достоинств и недостатков конкретного решения иопределение лучшего известна как оптимизация. В основе оптимизации лежитздравый смысл. Здесь мы сфокусируем внимание на оптимизации радиационнойзащиты.
Оптимизация радиационнойзащиты часто называется принципом «ALARA». Таким образом, посути: ALARA = ОПТИМИЗАЦИЯ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ.
Концепции, положенные в основу принципа ALARA
В начальные годыстановления радиационной защиты бытовало мнение о том, что если индивидуальнаядоза не превысит определенного порогового уровня, то вреда здоровью человека небудет. Это мнение основывалось на наблюдениях детерминированных эффектов прибольших дозах рентгеновского излучения или излучения радиоактивных нуклидов,которые вызывали определенные повреждения тканей человека, в то время как принизких дозах таких эффектов не наблюдалось. Исходя из этого, ранние системырадиационной защиты были направлены на поддержание индивидуальных доз нижепредельных, которые определялись в соответствии с пороговыми значениями дляэтих эффектов.
Позже выяснилось, чтосуществуют и другие последствия для здоровья от радиационного облучения:соматические (возникающие у облученного человека) и генетические (у егопотомства), для которых, по-видимому, не существует наблюдаемого дозовогопорога.
Признание того, что несуществует безопасного уровня радиационного облучения, привело к мысли онеобходимости его уменьшения насколько это возможно. Радиационная защита подчиняется«закону убывающей эффективности». Закон гласит: первоначальныезатраты на защиту могут привести к значительному снижению доз, однакопоследующие затраты дают все меньший и меньший эффект. «Закон убывающейэффективности» в радиационной защите проиллюстрирован на рис. 2.10.
/>
Рис.2.10. Закон убывающей эффективности
В соответствии с рис.2.10 увеличение расходов с Po до P1 приводит к уменьшению дозы облучения с D0 до D1, однако эквивалентноеувеличение расходов с Р1 до Р2 приводит к существенно меньшему уменьшениюдозы облучения сD1 до D2. Необходима оптимизациярадиационной защиты.
Такимобразом, две основные предпосылки: отсутствие наблюдаемой пороговой дозы иограниченность доступных для защиты ресурсов, являются мотивом для разработкипринципа ALARA.
Данный принцип содержитдва момента. Во-первых: не следует минимизировать дозы любой ценой, во-вторых подходALARA основан на отсутствиинаблюдаемой пороговой дозы для стохастических эффектов.
Реализация принципа ALARA
Для того чтобы полностьюреализовать принцип ALARA, необходимо добиться от каждого работающего с радиацией четкогоосознания принципа и его требований.
Решение по радиационнойзащите может быть принято подсознательно, но всегда полезно применять последовательныйсистемный подход — процедурой ALARA. Одной из основных ее функций являетсяструктурирование и стандартизация оценок различных людей. Процедура должнапомочь в получении согласованных и последовательных решений.
Существуют различныеметоды, применяющиеся в рамках процедуры ALARA. Одним из этих методов является анализ «затраты – выгода».
ПроцедураALARA является полезной при выработке решений. Самапо себе она не принимает решения. Принятие решений — прерогатива лицапринимающего решения (ЛПР).
Процедура ALARA— обзop
Процедура ALARA — это простой переченьшагов, который определяет структуру подхода и решения любой задачи радиационнойзащиты. Общая схема, иллюстрирующая эти шаги, представлена на рис. 2.11.
Для пояснения реализуемостипроцедуры ALARA на практике, рассмотрим устройство защитного ограждения вокругклапана и насоса на трубопроводе с радиоактивной водой. Клапан управляетсявручную раз в неделю, насос же требует обслуживания раз в году.
Сам трубопровод хорошозащищен, но около клапана и насоса можно получить значительную дозу облучения.На рис. 2.12 показан предлагаемый план ограждения. Будем считать его исходнымвариантом.
Актуален вопрос — являются ли дозы столь малыми, насколько возможно разумно достичь с учетомэкономических и социальных факторов. Задача, которую нужно решить: должны ли бытьмодифицированы план и порядок работы для достижения лучшего уровня защиты приданных условиях.
Для ответа на этот вопроснеобходимо рассмотреть возможные варианты; собрать информацию о каждомварианте, а также установить критерии отбора.
Можно провести этотанализ на основе взвешивания «за» и «против», но лучше применить процедуру ALARA.
/>
Рис 2.11. Последовательность шагов процедуры ALARA
/>
Рис.2.12. Устройство защитного ограждения вокруг трубопровода с радиоактивной водой(Вариант А)
Процедура ALARA
Постановка задачи
Этот первый шаг процедурыALARA. Для того чтобыправильно и легко поставить задачу, необходимо:
1. Сформулироватьцели исследования так, чтобы с самого начала добиться четкого пониманияжелаемого результата.
2. Определить областьисследований и ее границы с тем, чтобы знать, когда необходимо остановиться.
3. Консультации. Специалистпо анализу для проверки правильности постановки задачи, долженпроконсультироваться со специалистом, принимающим решение. Если постановказадачи будет признана правильной, то специалист по анализу может приступать кработе.
4. Для большинства задач,кроме самых простых, целесообразно записать постановку задачи на бумаге, чтобысконцентрировать внимание.
Для нашего примера«клапан-насос», опираясь на вышеприведенные подпункты (1), (2) и (3),можно сформулировать задачу следующим образом:
• Задача«клапан-насос» является сравнительно простой.
• Предполагается, что схемарис. 2.12 реализована; задача состоит в том, чтобы оценить, согласуется лиданная схема с принципом ALARA.
• Решено ограничитьисследование дозами ремонтных рабочих, которые будут управлять механизмамивнутри защитного.
• Предполагается, чтоприемлемыми будут затраты, соответствующие верхней границе диапазона,определенного государственными организациями для стоимости чел.-Зв.
• Для этой задачи высокийуровень точности не нужен.
• Нет необходимостиконсультироваться и согласовывать постановку задачи с кем-либо еще.
Задание вариантов и факторов
Следующая стадияпроцедуры — задание вариантов и факторов. Варианты представляют собойальтернативные действия, являющиеся возможными решениями задачи. Факторзадается как определенная мера или качество, с помощью которого различаютсяварианты.
Любая задача радиационнойзащиты должна учитывать дозы облучения (эффективную дозу) и для определениявозможных вариантов полезна простейшая запись уравнения для коллективной дозы
S=HtN
где S — коллективная доза, H — средняя мощность дозы,t — время работы, N- число рабочих.
Варианты защиты будут полученыизменением одного или нескольких (из трех) компонент уравнения.
После консультации сразработчиками специалист по анализу получает две другие возможные схемызащитного ограждения. Они показаны на рис. 2.13 и 2.14.
Возможные варианты:
(A) Непредпринимать вообще никаких действий и оставить существующую схему, показаннуюна рис.2.12. (Этот вариант часто называется «базовым случаем»,«нулевым уровнем защиты» или «вариантом нулевой защиты».)
(Б) Поставить свинцовуюперегородку так, как показано на рис.2.13. Теперь рабочий, управляющийклапаном, защищен некоторым образом от насоса и, аналогично, рабочий,обслуживающий насос, лучше защищен от клапана.
(B) Поставитьразделяющую стену между клапаном и насосом, получая две отдельные комнаты,каждую со своей входной дверью, как показано на рис.2.14. Мощность дозы в обеихкомнатах становится теперь еще ниже.
Определив варианты,обратим внимание на факторы. В большинстве задач радиационной зашиты факторыпринадлежат одной из двух основных групп:
Дозы: Расходы:
Коллективные дозы Инвестиции
Распределение индивидуальных доз Эксплуатация иремонт
Распределение мощности дозы во времени Распределениезатрат во времени. Соотношение общественных и профессиональных Взаимозависимостьзатрат интересов
Для более сложных задач могутучитываться и другие факторы. Существуют решения очень высокого политическогостатуса (например: выбор площадок для размещения радиоактивных отходов), гдедолжны приниматься во внимание социальные факторы, в частности, общественноемнение и экологические факторы:
/>
Рис.2.13. Возможная схема ограждения (Вариант Б)
/>
Рис.2.14. Возможная схема ограждения (Вариант В)
Количественное определение факторов длявариантов
Дозы
Коллективнаядоза определяется мощностью дозы и количеством человеко-часов, затраченных навыполнение работ в условиях облучения с данной мощностью дозы. Для нашегопримера достаточно адекватным приближением будет использование значенийэффективной дозы за год.
Частота работ:
клапан- раз в неделю (40 рабочих недель) за год;
насос- раз в год.
Продолжительность работ:
клапан- 15 минут (0.25 часа),
насос- 5 часов.
Следовательно,время, проведенное за выполнением каждой из этих работ за год:
клапан- 0,25* 1 *40 = 10 человеко-часов;
насос- 5 человеко-часов.
Полученныепри работе с клапаном и насосом дозы различны. Таким образом, годовыеколлективные дозы, соответствующие трем вариантам, будут, соответственно,равны:
вариантА — никаких действий, (схема на рис. 2.12);
(1.5x10)+ (1.0x5) = 20 чел мЗв год -1
вариантБ — введение свинцовой защиты, (схема на рис. 2.13);
(1.1х10)+ (0.7x5) = 14.5 чел мЗв год-1;
вариантВ — отдельные помещения, (схема на рис. 2.14);
(0.9x10)+ (0.6x5) = 12 чел мЗв год-1 .
Такимобразом, снижение годовой коллективной дозы на 5.5 чел мЗв год-1 достигаетсяпри переходе от варианта А к варианту Б. Дальнейшее снижение на 2.5 чел мЗв год-1достигается при переходе от варианта Б к В.
Расходы
Дляцели сравнения расходы должны быть определены для того же промежутка времени,что и дозы, т.е. за год. Расходы в этом случае должны учитывать начальныекапиталовложения, время эксплуатации оборудования и годовые расходы на егоремонт и обслуживание.
Поэтомупримем, что капиталовложения распределяются равномерно по времени в течениеэксплуатации оборудования. (В более детальных исследованиях изменение индексацен во времени может учитываться посредством анализа таких экономическихпонятий, как амортизация, скидка, обесценивание.)
Примемдля нашего примера, что время эксплуатации оборудования составляет 20 лет.Капиталовложения для варианта А, очевидно, являются нулевыми, т.е.дополнительных расходов на защиту не будет. Стоимость введения свинцовогоэкрана в варианте Б — 1200 € (Евро — Европейская денежная единица). Стоимостьдобавления двери и стенки для создания двух помещений составляет 4100 €.
Введение свинцовогоэкрана увеличивает годовую стоимость эксплуатации на 5 € для варианта Б. Болеесложная схема варианта В потребует дополнительно 15 € на эксплуатацию ежегодно.
Таким образом, годовыерасходы, соответствующие трем вариантам, являются следующими:
вариант А — нет действий,нет дополнительных расходов;
вариант Б — свинцовыйэкран
1200/20 + 5 = 65 €. год1;
вариант В — раздельныепомещения
4100/20+ 15 = 220 €.год1.
Для принятия решений врадиационной защите существует стандартное значение, известное многим какпараметр а — стоимость чел-мЗв или денежный эквивалент единицы коллективнойдозы. Его значение либо рекомендовано государственными организациями,ответственными за радиационную защиту в стране, либо устанавливается внутриорганизаций. Существуют различные методы, помогающие оценить такое стандартноезначение. В этом примере термин «параметр а» используется как синонимзначения «величина чел-Зв»; однако параметр а имеет болееспецифическое определение, которое здесь не обсуждается.
Сравнение и выбор вариантов
Решения многих задачрадиационной защиты могут быть получены путем простых рассуждений и здравогосмысла, основанных на опыте. Однако для некоторых задач нужен более тщательныйподход, и они могут потребовать письменного анализа. Для этого существуютметоды поддержки принятия решений. Независимо от того, использовались ли этиметоды или нет, специалисту по принятию решения важно записать задачу на бумагудля того, чтобы прояснить для самого себя процесс осмысления задачи, или чтобыобосновать другому человеку принятие данного решения.
Методы поддержки принятиярешений включают в себя три наиболее широко известных:
• анализ «ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА»;
• дифференциальный анализ«ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА»;
• многофакторный анализэффективности.
Aнализ «ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА»
Методика анализа «ЗАТРАТЫ- ВЫГОДА» основывается на уравнении, которое определяет лучшее или оптимальноерешение как вариант, минимизирующий общую стоимость, т.е. итог финансовыхрасходов и расходов, связанных с причинением ущерба здоровью. Он такженазывается методом итоговой стоимости для анализа «ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА».
Базаданных для анализа «ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА»Вариант Стоимость Дом Итог X S Х+ α S(,) (€) (чел X мЗв) (€) А - 20 600 Б 65 14.5 500 В 220 12 580
(*) — значение единицы коллективной дозы (α) составляет 30 €(чел-мЗв)-1.
Из табл. 2.16 следует,что оптимальным вариантом является вариант Б, имеющий самую низкую итоговуюстоимость.
На рис. 2.15 эти жерезультаты представлены графически: приведен графики зависимостей стоимости Х,стоимости дозы αS и график их суммы. Как следует из графиков,оптимальным является вариант Б, соответствующий минимуму.
Дифференциальный анализ «ЗАТРАТЫ-ВЫГОДА»
Альтернативным методомработы с данными является дифференциальный анализ «ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА». Этотметод заключается в анализе различий между соседними вариантами. Для этогоданные должны быть ранжированы по возрастанию расходов. В таблице 2.17приведены данные, относящиеся к нашему примеру.
/>
Рис 2.15. Графики анализа «ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА»
Оптимальным вариантомследует считать вариант с минимальным отношением X/S. В нашем случае этовариант Б, т.е. тот же что и в предыдущем случае. Таким образом, полученноенами решении с не зависит от используемого метода поддержки принятия решений.
Данные для дифференциального анализа«затраты — выгода»Вари Стои Доза Прирост Сниже S ант мость S стоимости ние дозы € (челмЗв)-1 X (чел-мЗв) Х S (€) (€) (чел-мЗв) А - 20 - - Б 65 14.5 65 5.5 11.8 В 200 12 155 2.5 62.0
Анализ чувствительности
Анализ чувствительности — это системный способ ответа на вопрос «Что будет, если...» для того,чтобы проверить устойчивость решения для настоящего времени и обозримогобудущего. Повлияют ли изменения внешних условий, которые можно ожидать вреальной жизни, на выбор решения?
Этот шаг можетвыполняться в самом начале процедуры ALARA качественно (даже если остальная часть анализавключает количественную оценку) или количественно, используя один из имеющихсяметодов.
Существует несколькоспециальных методов для выполнения сложного или расширенного анализа чувствительности,таких как метод Монте — Карло и метод гистограмм. Но для решения задач ониприменяются редко.
Простейший способ анализачувствительности заключается в изменении значения одного из параметров (приостальных фиксированных) для оценки его влияние на результаты.
Например, в нашей задаче «клапан-насос»можно было бы оценить влияние изменения расходов на годовую эксплуатацию илинормативной стоимости чел-Зв .
Для ускорения проведенияанализа удобно пользоваться компьютерными программами. Написание таких программимеет смысл для сложных задач. Графики и рисунки также могут быть полезны дляиллюстрации влияния, которое параметры оказывают на результаты анализа.Например, на рис.2.16 изображен график влияния изменения значения параметра ана итоговую стоимость.
/>
Рис.2.16. Влияние значения а на итоговую стоимость
Оптимальным решением прианализе «ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА» является решение с наименьшей итоговой стоимостью (сучетом финансовых и радиологических факторов), поэтому самая нижняя кривая награфике представляет собой оптимальное решение. При значении а ниже 11 € (чел мЗв)-1оптимальным становится вариант А, а при значении а превышающих 63 € (чел мЗв)-1оптимальным становится вариант В.
Представление результатов
В зависимости от природыи сложности задачи процедура ALARA может занять от нес. минут до нес. дней.
Представление результатовявляется заключительным шагом процедуры ALARA.
Решение
Применение процедуры ALARA приводит к получениюоптимального результата, обычно с различными оговорками. Однако этот результат ALARA не являетсяавтоматически «конечным решением», он может рассматриваться толькокак рекомендация, помогающая ответственному лицу принять действительнооптимальное решение. Окончательная ответственность за его принятие остается заним.
Резюме
• Процедура ALARA является простымперечнем этапов анализа, обеспечивающим структуризацию подхода к любой задачеили решению в радиационной защите. Основная цель процедуры — оградить экспертаот принятия поспешных решений.
• Точное следованиепроцедуре ALARA дает уверенность, что никакие важные факторы не были пропущены ивсе возможные варианты были рассмотрены.
• В основе структуризациипроцедуры ALARA лежит здравый смысл – она не заключает в себе ничего.
• Процедура ALARA в равной мере применимак оптимизации вопросов радиационной безопасности как на стадии эксплуатации,так и на стадии проектирования..
• Были обсуждены только дваметода поддержки принятия решений — метод итоговой стоимости анализа «ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА» и дифференциальный анализ «ЗАТРАТЫ — ВЫГОДА». Если рассматриваемыефакторы и их числовые значения останутся неизменными, то результат ALARA не будет зависеть оттого, по какой из обсуждаемых методик проводились расчеты. Для сложных задач,включающих дополнительные факторы, помимо расходов и дозы может потребоватьсяиспользование других методов.