Под процессом утилизация атомных подводных лодок подразумевается демонтаж оборудования АПЛ, переработка отработанных радиоактивных отходов и радиоактивного топлива и помещение всего этого на долговременное хранение в безопасное место.
Впервые процесс утилизации атомных подводных лодок был затронут в договоре СНВ-1 заключенным между США и Российской федерацией в 1991 году. К 2001 году Россия и США заявили, что выполнили обязательства по Договору СНВ-1. К процессу утилизации АПЛ в частности было предъявлено множество международных требований дабы не нанести вред окружающей среде. К тому же существует риск распространения ядерного топлива и материалов.
В СССР, за годы его существования, эксплуатировалось в общей сложности примерно 250 подводных лодок, а после окончания холодной войны, большинство из этих лодок было списано и выведено из состава флота. По сообщению главы Росатома С.В.Кириенко от 2 мая 2007 года Россия утилизировала приблизительно 75% списанных АПЛ. К 2014 году утилизировано 195 АПЛ из 201 АПЛ, выведенных из состава ВМФ РФ.
Утилизация АПЛ на территории России возможно на следующих заводах:
+ ЦС «Звездочка»,
+ ДВЗ «Звезда»,
+ «Нерпа»
Процесс утилизации атомных подводных лодок состоит из множества этапов:
1) выгрузка ОЯТ;
2) временное хранение ОЯТ, погрузка ОЯТ в специальные вагоны, отправка ОЯТ на ПО «Маяк» или другие
3) постановка АПЛ на стапель;
4) демонтаж оборудования, аппаратуры, трубопроводов, электрокабелей;
5) вырезка реакторного отсека в составе трехотсечного блока с утилизацией носовой и кормовой оконечностей АПЛ;
6) сбор, хранение, переработка ЖРО и ТРО;
7) формирование трехотсечного блока и его подготовка к временному хранению на плаву на акватории предприятия;
8) спуск трехотсечного блока на воду, его дооборудование;
9) транспортировка трехотсечного блока в назначенный пункт длительного хранения (ПДХ);
10) разрезка корпуса на крупные секции;
11) разделка секций корпуса, оборудования на металлолом;
12) разделка электрокабеля на вторичное сырье.
Стоимость утилизации атомной подводной лодки в зависимости от типа варьируется от 2 до 12 млн долларов США, в Соединённых Штатах эта сумма сосотавляет 50 млн долларов.
Снижение риска при утилизации АПЛ
Проблема обеспечения безопасности при комплексной утилизации АПЛ – это, прежде всего, оптимальный выбор мероприятий по уменьшению негативных влияний объектов утилизации на окружающую среду.
В этой работе, я используя математическую модель «Игры с природой» определю приоритетный порядок реализации мероприятий по снижению риска при утилизации АПЛ. Оптимальность будем определять при помощи критериев Байеса и Лапласа, Ходжа-Лемана. Моя работа будет основана на данных предоставленных специализированной инжиниринговой компанией «Севзапмонтажавтоматика» в статье, посвященной оптимизации риска по утилизации риска АПЛ.
Возникновение аварийных ситуаций возможно на различных этапах утилизации АПЛ, но наиболее опасным с точки зрения возможности возникновения ядерной и радиационной аварии справедливо считается этап выгрузки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). При полномасштабном анализе рисков следует рассматривать все возможные чрезвычайные ситуации, однако в связи с ограниченность сведений мы ограничимся тремя сценариями, связанными с выгрузкой ОЯТ из АПЛ. Данные сценарии представлены в таблице:
Таблица 1
Сценарий |
Содержание сценария |
Эк. ущерб, тыс. руб |
Вероятность реализации сценариев, год |
1 |
Возникновение самоподдерживающейся цепной реакции (СЦР) |
3380,3 |
≈ |
2 |
Падение самолета на станцию выгрузки ОТВС |
812,1 |
≈ |
3 |
Падение самолета на площадку для хранения контейнеров с ОЯТ |
737,8 |
≈ |
Авторы в качестве чистых стратегий A(1)…..A(5) выбрали меры, осуществление которых должно привести к снижению риска при утилизации АПЛ.
Такими мерами являются:
А(1) – использование установок экстренного подавления огня.
А(2) – организация обучения технического персонала действиям при возникновении пожаров.
А(3) – разработка инструкций по дезактивации поверхностей помещений.
А(4) – разработка мер по ограничению доступа персонала и населения на территорию вдоль оси факела выброса
А(5) - разработка превентивных мер по ограничению пребывания персонала в опасной зоне при проведение операции по выгрузке ОЯТ из АПЛ
На основание представленных данных строим матрицу выигрышей А.
Матрица 1
Мероприятие/сценарий |
1 |
2 |
3 |
А(1) |
0 |
269,5 |
239,5 |
А(2) |
0 |
91,3 |
72,9 |
А(3) |
934,8 |
281,7 |
300,8 |
А(4) |
92,5 |
35,8 |
4,6 |
А(5) |
138,7 |
102,5 |
77,5 |
q(i) |
0.003 |
0.4985 |
0.4985 |
Критерий Байеса
Исходя из данных матрицы 1 определяем цену игры (выделено зелёным цветом)
Мероприятие/сценарий |
1 |
2 |
3 |
B(i) по q |
А(1) |
0 |
269,5 |
239,5 |
253,57 |
А(2) |
0 |
91,3 |
72,9 |
81,5 |
А(3) |
934,8 |
281,7 |
300,8 |
290,7 |
А(4) |
92,5 |
35,8 |
4,6 |
20,5 |
А(5) |
138,7 |
102,5 |
77,5 |
90 |
q(i) |
0.003 |
0.4985 |
0.4985 |
290,7 |
В(3) по q = 934,8*0,003+281,7*0.4985+300,8*0,4985 = 290,7
Таким образом оптимальной стратегией по критерию Байеса является стратегия А(3)
Критерий Лапласа
На основание принципа «недостаточного основания» Лапласа считаем данные три сценария равновероятными. Цена игры выделена зелёным цветом.
Мероприятие/сценарий |
1 |
2 |
3 |
L(i) по q |
А(1) |
0 |
269,5 |
239,5 |
169,33 |
А(2) |
0 |
91,3 |
72,9 |
54,7 |
А(3) |
934,8 |
281,7 |
300,8 |
505,7 |
А(4) |
92,5 |
35,8 |
4,6 |
44,3 |
А(5) |
138,7 |
102,5 |
77,5 |
105,72 |
q(i) |
0.333 |
0.333 |
0.333 |
505,7 |
L(3) по q = 934,8*0,333+281,7*0.333+300,8*0,333 = 505,7
Таким образом оптимальной стратегией по критерию Лапласа является стратегия А(3)
Критерий Ходжа-Лемана
В данном критерии матрица формируется на основание двух столбцов:
Элементами первого столбца W(i) являются показатели эффективности каждого мероприятия по критерию Вальда (то есть по минимаксному значению)
Элементами второго столбца являются показатели эффективности по критерию Байеса
Коэффициентами являются показатели пессимизма и оптимизма. Данные коэффициенты представлены авторами.
показатели |
1 |
2 |
3 |
Пессимизм (u) |
0,904 |
0.384 |
0.363 |
Оптимизм (o) |
0,096 |
0.616 |
0.637 |
Рассчитывается по формуле G(i)=u*W(i)+o*B(i)
Мероприятие/сценарий |
W(i) |
B(i) |
G(i) |
А(1) |
0 |
253,57 |
159 |
А(2) |
0 |
81,5 |
51,2 |
А(3) |
281.7 |
290,7 |
286,5 |
А(4) |
4,6 |
20,5 |
14,2 |
А(5) |
77.5 |
90 |
84,2 |
Оптимальной стратегией по критерию Ходжа-Лемана является стратегия А(3)
Вывод.
Проанализировав данные результаты можно заметить, что стратегия А(3) – разработка инструкций по дезактивации поверхностей помещений является оптимальной стратегией для всех представленных критериях.
Список литературы.
1)http://www.szma.com/archiv.shtml - данные предоставленные специализированной инжиниринговой компанией «Севзапмонтажавтоматика» в статье, посвященной оптимизации риска по утилизации риска АПЛ.
2) Лабскер Л.Г. Применение модели “Игра с природой” с критериями оптимальности относительно рисков для анализа задачи эффективности утилизации атомных подводных лодок // Управление риском, 2007, № 3, с. 11-20
3) http://www.wpec.ru/text/200706091015.htm - статья об утилизации атомных подводных лодок
4) Лабскер Л.Г Теория критериев оптимальности и экономические решения. Монография.-М.: КНОРУС, 2014. - 744 с.
5) Учебник «экономические игры с природой» Л.Н. Лабскер, Н.А. Ященко
6) http://www.business-equipment.ru/utilizaciya/utilizaciya-podvodnyh-lodok.html - статья об утилизации атомных подводных лодок