VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Вступление

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

Код для цитирования: Скопировать