Токсикология — это изучение ядов или, в более широком смысле, идентификация и количественная оценка неблагоприятных последствий, связанных с воздействием физических агентов, химических веществ и других условий. Таким образом, токсикология опирается на большинство основных биологических наук, медицинских дисциплин, эпидемиологию и некоторые области химии и физики для получения информации, планов и методов исследований. Токсикология варьируется от фундаментальных исследований механизма действия отравляющих веществ до разработки и интерпретации стандартных тестов, характеризующих токсические свойства отравляющих веществ. Токсикология предоставляет важную информацию как для медицины, так и для эпидемиологии для понимания этиологии и предоставления информации о правдоподобии наблюдаемых связей между воздействием, в том числе профессиями, и заболеванием. Токсикологию можно разделить на стандартные дисциплины, такие как клиническая, судебная, следственная и нормативная токсикология; токсикологию можно рассматривать с точки зрения системы органов-мишеней или процессов, таких как иммунотоксикология или генетическая токсикология; токсикология может быть представлена ​​в функциональных терминах, таких как исследования, тестирование и оценка рисков.

Сложно предложить всестороннее представление токсикологии в этом Энциклопедия. Эта глава не представляет собой сборник информации о токсикологии или побочных эффектах конкретных агентов. Эту последнюю информацию лучше получать из баз данных, которые постоянно обновляются, как описано в последнем разделе этой главы. Более того, в этой главе не предпринимается попытка поместить токсикологию в рамки конкретных субдисциплин, таких как судебная токсикология. Посылка главы состоит в том, что представленная информация актуальна для всех видов токсикологических исследований и для использования токсикологии в различных медицинских специальностях и областях. В этой главе темы основаны главным образом на практической ориентации и интеграции с намерением и целью Энциклопедия в целом. Темы также выбраны для облегчения перекрестных ссылок в Энциклопедия.

В современном обществе токсикология стала важным элементом гигиены окружающей среды и гигиены труда. Это связано с тем, что многие организации, правительственные и неправительственные, используют информацию из токсикологии для оценки и регулирования опасностей на рабочем месте и в непроизводственной среде. Как часть стратегии профилактики токсикология имеет неоценимое значение, поскольку она является источником информации о потенциальных опасностях в отсутствие широкомасштабного воздействия на человека. Токсикологические методы также широко используются в промышленности при разработке продуктов для получения информации, полезной при разработке конкретных молекул или составов продуктов.

Глава начинается с пяти статей об общих принципах токсикологии, важных для рассмотрения большинства тем в этой области. Первые общие принципы относятся к пониманию взаимосвязей между внешним облучением и дозой внутреннего облучения. В современной терминологии «воздействие» относится к концентрациям или количествам вещества, попадающим в организм отдельных лиц или групп населения, — количествам, обнаруживаемым в определенных объемах воздуха или воды, или в массе почвы. «Доза» относится к концентрации или количеству вещества внутри подвергшегося воздействию человека или организма. В области гигиены труда стандарты и рекомендации часто устанавливаются с точки зрения воздействия или допустимых пределов концентрации в конкретных ситуациях, например, в воздухе на рабочем месте. Эти пределы воздействия основаны на предположениях или информации о взаимосвязи между воздействием и дозой; однако часто информация о внутренней дозе недоступна. Таким образом, во многих исследованиях гигиены труда можно установить связь только между воздействием и реакцией или эффектом. В некоторых случаях стандарты были установлены на основе дозы (например, допустимые уровни свинца в крови или ртути в моче). Хотя эти меры более прямо связаны с токсичностью, по-прежнему необходимо проводить обратный расчет уровней воздействия, связанных с этими уровнями, в целях контроля рисков.

Следующая статья посвящена факторам и явлениям, определяющим взаимосвязь между воздействием, дозой и реакцией. Первые факторы связаны с поглощением, всасыванием и распределением — процессами, которые определяют фактическую транспортировку веществ в организм из внешней среды через входные ворота, такие как кожа, легкие и кишечник. Эти процессы находятся на границе между людьми и окружающей их средой. Второй фактор, связанный с метаболизмом, связан с пониманием того, как организм справляется с поглощенными веществами. Некоторые вещества трансформируются клеточными процессами метаболизма, что может как повышать, так и снижать их биологическую активность.

Понятия органа-мишени и критического эффекта были разработаны для облегчения интерпретации токсикологических данных. В зависимости от дозы, продолжительности и пути воздействия, а также факторов хозяина, таких как возраст, многие токсические агенты могут вызывать ряд эффектов в органах и организмах. Важная роль токсикологии заключается в выявлении важного эффекта или набора эффектов для предотвращения необратимого или изнурительного заболевания. Одной из важных частей этой задачи является идентификация органа, который первым или наиболее поражен токсическим агентом; этот орган определяется как «орган-мишень». В органе-мишени важно идентифицировать важное событие или события, которые сигнализируют об интоксикации или повреждении, чтобы установить, что орган был поражен за пределами диапазона нормальных вариаций. Это известно как «критический эффект»; оно может представлять собой первое событие в развитии патофизиологических стадий (например, экскреция низкомолекулярных белков как критический эффект при нефротоксичности) или может представлять собой первый и потенциально необратимый эффект в процессе болезни (например, формирование аддукта ДНК в канцерогенезе). Эти концепции важны в гигиене труда, поскольку они определяют типы токсичности и клинических заболеваний, связанных с определенными воздействиями, и в большинстве случаев целью снижения воздействия является предотвращение критических эффектов в органах-мишенях, а не каждого эффекта в каждом или любом из них. орган.

Следующие две статьи касаются важных факторов хозяина, влияющих на многие типы реакций на многие типы токсических агентов. Это: генетические детерминанты или наследственные факторы восприимчивости/резистентности; и возраст, пол и другие факторы, такие как диета или сосуществование инфекционных заболеваний. Эти факторы также могут влиять на экспозицию и дозу путем изменения поглощения, всасывания, распределения и метаболизма. Поскольку работающее население во всем мире различается по многим из этих факторов, для специалистов по гигиене труда и лиц, определяющих политику, крайне важно понимать, каким образом эти факторы могут способствовать изменчивости реакции среди групп населения и отдельных лиц внутри групп населения. В обществах с неоднородным населением эти соображения особенно важны. Изменчивость человеческих популяций необходимо учитывать при оценке рисков профессионального воздействия и при получении рациональных выводов из изучения нечеловеческих организмов в токсикологических исследованиях или испытаниях.

Затем в разделе представлены два общих обзора токсикологии на механистическом уровне. Механистически современные токсикологи считают, что все токсические эффекты проявляют свои первые действия на клеточном уровне; таким образом, клеточные реакции представляют собой самые ранние признаки контакта организма с токсическим агентом. Кроме того, предполагается, что эти реакции представляют собой спектр событий, от травмы до смерти. Клеточное повреждение относится к специфическим процессам, используемым клетками, наименьшей единицей биологической организации внутри органов, для ответа на вызов. Эти ответы включают изменения в функции процессов внутри клетки, включая мембрану и ее способность поглощать, высвобождать или исключать вещества; направленный синтез белков из аминокислот; и оборот клеточных компонентов. Эти реакции могут быть общими для всех поврежденных клеток или специфичными для определенных типов клеток в определенных системах органов. Гибель клеток — это разрушение клеток внутри системы органов в результате необратимого или некомпенсированного повреждения клеток. Токсические агенты могут вызвать острую гибель клеток из-за определенных действий, таких как отравление переносом кислорода, или гибель клеток может быть следствием хронической интоксикации. Гибель клеток может сопровождаться заменой в некоторых, но не во всех системах органов, но в некоторых условиях клеточная пролиферация, вызванная гибелью клеток, может рассматриваться как токсический ответ. Даже при отсутствии гибели клеток повторное повреждение клеток может вызвать стресс внутри органов, который ставит под угрозу их функцию и влияет на их потомство.

Затем глава делится на более конкретные темы, которые сгруппированы в следующие категории: механизм, методы испытаний, регулирование и оценка риска. Статьи о механизмах в основном сосредоточены на системах-мишенях, а не на органах. Это отражает практику современной токсикологии и медицины, изучающей системы органов, а не отдельные органы. Так, например, обсуждение генетической токсикологии сосредоточено не на токсических эффектах агентов в конкретном органе, а скорее на генетическом материале как мишени для токсического действия. Точно так же в статье по иммунотоксикологии обсуждаются различные органы и клетки иммунной системы как мишени для токсических агентов. Статьи о методах рассчитаны на высокую эффективность; они описывают современные методы, используемые во многих странах для идентификации опасностей, то есть получения информации, связанной с биологическими свойствами агентов.

Глава продолжается пятью статьями о применении токсикологии в регулировании и разработке политики, от выявления опасности до оценки риска. Представлена ​​текущая практика в нескольких странах, а также IARC. Эти статьи должны помочь читателю понять, как информация, полученная в результате токсикологических тестов, объединяется с основными и механистическими выводами для получения количественной информации, используемой при установлении уровней воздействия и других подходов к контролю опасностей на рабочем месте и в окружающей среде.

Краткое изложение доступных токсикологических баз данных, к которым читатели этой энциклопедии могут обратиться за подробной информацией о конкретных токсических агентах и ​​воздействиях, можно найти в томе III (см. «Токсикологические базы данных» в главе Безопасное обращение с химикатами, которая предоставляет информацию о многих из этих баз данных, их источниках информации, методах оценки и интерпретации и средствах доступа). Эти базы данных вместе с Энциклопедияпредоставить специалисту по гигиене труда, работнику и работодателю возможность получать и использовать актуальную информацию по токсикологии и оценке токсических агентов национальными и международными органами.

В этой главе основное внимание уделяется тем аспектам токсикологии, которые имеют отношение к безопасности и гигиене труда. По этой причине клиническая токсикология и судебная токсикология специально не рассматриваются как дисциплины в этой области. Многие из описанных здесь принципов и подходов используются в этих субдисциплинах, а также в гигиене окружающей среды. Они также применимы для оценки воздействия токсичных агентов на нечеловеческое население, что является серьезной проблемой природоохранной политики во многих странах. Была предпринята целеустремленная попытка заручиться мнениями и опытом экспертов и практиков из всех секторов и из многих стран; однако читатель может заметить определенный уклон в сторону академических ученых из развитых стран. Хотя редактор и авторы считают, что принципы и практика токсикологии интернациональны, проблемы культурной предвзятости и ограниченности опыта вполне очевидны в этой главе. Редактор главы надеется, что читатели этой Энциклопедия поможет обеспечить максимально широкую перспективу, поскольку эта важная ссылка продолжает обновляться и расширяться.

Назад

Причины чернобыльской катастрофы 1986 года по-разному объяснялись эксплуатационным персоналом, руководством станции, конструкцией реактора и отсутствием адекватной информации по безопасности в советской атомной промышленности. В данной статье рассмотрен ряд конструктивных недостатков, эксплуатационных недостатков и ошибок человека, совместившихся в результате аварии. В нем рассматривается последовательность событий, приведших к аварии, конструктивные проблемы реактора и охлаждающих стержней, а также ход самой аварии. В нем рассматриваются аспекты эргономики и выражается мнение, что основной причиной аварии было неадекватное взаимодействие пользователя с машиной. Наконец, в нем подчеркиваются сохраняющиеся недостатки и подчеркивается, что, если уроки эргономики не будут полностью усвоены, подобная катастрофа все еще может произойти.

Полная история Чернобыльской катастрофы еще не раскрыта. Откровенно говоря, истина до сих пор прикрыта корыстной недомолвкой, полуправдой, секретностью и даже ложью. Всестороннее изучение причин аварии представляется весьма сложной задачей. Основная проблема, стоящая перед следователем, заключается в необходимости реконструировать аварию и роль в ней человеческого фактора на основе тех крупиц информации, которые стали доступны для изучения. Чернобыльская катастрофа – это больше, чем тяжелая техногенная авария, часть причин катастрофы также лежит на администрации и бюрократии. Однако главная цель этой статьи — рассмотреть конструктивные недостатки, эксплуатационные недостатки и человеческие ошибки, которые сочетались в чернобыльской аварии.

Кто виноват?

Главный конструктор канальных кипящих реакторов большой мощности (РБМК) Чернобыльской атомной электростанции (АЭС) в 1989 году изложил свой взгляд на причины чернобыльской аварии. Он объяснил катастрофу тем, что персонал не соблюдал правильных процедур, или «производственной дисциплины». Он отметил, что к такому же выводу пришли и юристы, расследовавшие аварию. По его мнению, «вина лежит на персонале, а не на каких-то конструктивных или производственных недостатках». Эту точку зрения поддержал научный руководитель разработки РБМК. Возможность эргономической неадекватности как причинного фактора не рассматривалась.

Сами операторы высказали иное мнение. Начальник смены четвертого энергоблока Акимов А.Ф., умирая в больнице в результате получения дозы радиации более 1,500 рад (Р) за короткий промежуток времени во время аварии, то и дело говорил родителям, что его действия было правильно, и он не мог понять, что пошло не так. Его настойчивость отражала абсолютное доверие к якобы совершенно безопасному реактору. Акимов также заявил, что ему не в чем упрекнуть свой экипаж. Операторы были уверены, что их действия соответствуют регламенту, а последние вообще не упоминали о возможности взрыва. (Примечательно, что возможность того, что реактор станет опасным при определенных условиях, была введена в правила техники безопасности только после аварии на Чернобыльской АЭС.) Однако, в свете выявленных впоследствии конструктивных проблем, показательно, что операторы не могли понять, зачем вводить стержни в реактор. Ядро вызвало такой ужасный взрыв вместо того, чтобы мгновенно остановить ядерную реакцию, как предполагалось. Другими словами, в данном случае они действовали правильно в соответствии с инструкциями по техническому обслуживанию и своей мысленной моделью реакторной системы, но конструкция системы не соответствовала этой модели.

Шестеро человек, представлявших только руководство станции, были осуждены с учетом человеческих жертв за нарушение правил техники безопасности на потенциально взрывоопасных объектах. Председательствующий в суде сказал несколько слов о продолжении следственных действий в отношении «лиц, не принявших мер по совершенствованию проекта завода». Он также упомянул об ответственности должностных лиц ведомства, местных органов власти и медицинских служб. Но на самом деле было ясно, что дело закрыто. Никто другой не был привлечен к ответственности за величайшую катастрофу в истории ядерных технологий.

Однако необходимо исследовать все причинные факторы, которые в совокупности привели к аварии, чтобы извлечь важные уроки для безопасной эксплуатации АЭС в будущем.

Секретность: информационная монополия в исследованиях и промышленности

Провал отношений между пользователем и машиной, приведший к «Чернобылю-86», можно в какой-то мере объяснить политикой секретности — обеспечением информационной монополии, — которая управляла технологическими коммуникациями в советском ядерном энергетическом учреждении. Небольшой группе ученых и исследователей было предоставлено исчерпывающее право определять основные принципы и процедуры в ядерной энергетике, монополия, надежно защищенная политикой секретности. В результате заверения советских ученых в абсолютной безопасности АЭС в течение 35 лет оставались незыблемыми, а секретность прикрывала некомпетентность руководителей гражданской атомной энергетики. Между прочим, недавно стало известно, что эта секретность была распространена и на информацию, касающуюся аварии на Три-Майл-Айленде; оперативный персонал советских АЭС не был полностью проинформирован об этой аварии — были оглашены лишь отдельные сведения, не противоречащие официальной точке зрения на безопасность АЭС. Отчет по инженерно-техническим аспектам аварии на АЭС Три-Майл-Айленд, представленный автором этой статьи в 1985 г., не был распространен среди лиц, связанных с безопасностью и надежностью АЭС.

Никакие советские ядерные аварии никогда не предавались огласке, за исключением аварий на Армянской и Чернобыльской (1982 г.) АЭС, о которых вскользь упоминалось в газете. Правда. Скрывая истинное положение дел (и тем самым не используя уроки анализа аварий), руководители атомной отрасли направляли ее на путь к Чернобылю-86, путь, который еще более сглаживался тем, что внедрялось упрощенное представление об операторской деятельности и недооценивался риск эксплуатации АЭС.

Как заявил в 1990 году член Государственной экспертизы последствий аварии на Чернобыльской АЭС: «Чтобы больше не ошибаться, мы должны признать все свои ошибки и проанализировать их. Важно определить, какие ошибки были вызваны нашей неопытностью, а какие на самом деле были преднамеренной попыткой скрыть правду».

Чернобыльская авария 1986 года.

Неправильное планирование теста

25 апреля 1986 года четвертый блок Чернобыльской АЭС (Чернобыль-4) готовился к регламентным работам. План состоял в том, чтобы остановить блок и провести эксперимент с неработающими системами безопасности, полностью лишенными питания от обычных источников. Этот тест должен был быть проведен до первоначальный запуск Чернобыль-4. Однако Госкомитет так торопился с пуском установки, что некоторые «малозначительные» испытания решили отложить на неопределенный срок. Акт приемки был подписан в конце 1982 года. Таким образом, заместитель главного инженера действовал по прежнему плану, предполагавшему полностью бездействующую установку; его планирование и время проведения теста основывались на этом имплицитном предположении. Это испытание никоим образом не проводилось по его собственной инициативе.

Программа испытаний была утверждена главным инженером. Предполагалось, что мощность при испытаниях будет вырабатываться за счет энергии выбега ротора турбины (при его инерционном вращении). При вращении ротор обеспечивает выработку электроэнергии, которую можно использовать в аварийной ситуации. Полная потеря мощности на АЭС приводит к остановке всех механизмов, в том числе насосов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя в активной зоне, что, в свою очередь, приводит к расплавлению активной зоны — тяжелой аварии. Вышеупомянутый эксперимент был направлен на проверку возможности использования какого-либо другого доступного средства — инерционного вращения турбины — для получения энергии. Не запрещается проводить такие испытания на действующих установках при условии, что разработана соответствующая методика и отработаны дополнительные меры безопасности. Программа должна обеспечить наличие резервного источника питания на весь период испытаний. Другими словами, потеря власти только подразумевается, но никогда не актуализируется. Испытание можно проводить только после останова реактора, т. е. когда нажата кнопка «аварийный останов» и введены в активную зону поглощающие стержни. Перед этим реактор должен находиться в устойчивом управляемом состоянии с заданным в регламенте запасом реактивности, с вводом в активную зону не менее 28–30 поглощающих стержней.

Программа, утвержденная главным инженером Чернобыльской АЭС, не удовлетворяла ни одному из вышеперечисленных требований. Более того, требовалось отключить систему аварийного охлаждения активной зоны (САОР), что поставило под угрозу безопасность станции на весь период испытаний (около четырех часов). При разработке программы инициаторы учитывали возможность срабатывания САОЗ, что помешало бы им завершить испытание на выбег. Метод стравливания не был указан в программе, так как турбина больше не нуждалась в паре. Ясно, что вовлеченные люди совершенно не знали физики реактора. Среди руководителей атомной энергетики, очевидно, были и такие же неквалифицированные люди, чем и объясняется тот факт, что когда указанная выше программа была представлена ​​на утверждение ответственным органам в январе 1986 г., она ни разу ими никак не прокомментирована. Свою лепту вносило и притупленное чувство опасности. Благодаря политике секретности ядерной техники сложилось мнение, что атомные электростанции безопасны и надежны, а их эксплуатация безаварийна. Однако отсутствие официальной реакции на программу не предупредило директора Чернобыльской АЭС о возможности опасности. Он решил продолжить тест, используя несертифицированную программу, хотя это было запрещено.

Изменение в программе испытаний

При выполнении теста персонал нарушил саму программу, что создало дополнительные возможности для аварии. Чернобыльский персонал допустил шесть грубых ошибок и нарушений. По программе САОР была выведена из строя, что явилось одной из самых серьезных и фатальных ошибок. Клапаны управления питательной водой были заранее отрезаны и заперты так, что их невозможно было открыть даже вручную. Аварийное охлаждение было намеренно отключено, чтобы предотвратить возможный тепловой удар в результате попадания холодной воды в горячую активную зону. Это решение основывалось на твердой уверенности, что реактор выдержит. «Вера» в реактор укрепилась сравнительно безаварийной десятилетней работой станции. Даже серьезное предупреждение о частичном расплавлении активной зоны на первом блоке Чернобыльской АЭС в сентябре 1982 года было проигнорировано.

По программе испытаний выбег ротора должен был производиться на уровне мощности от 700 до 1000 МВт._th (мегаватт тепловой мощности). Такой выбег нужно было проводить при остановке реактора, но был выбран другой, катастрофический путь: продолжать испытания при работающем реакторе. Это было сделано для обеспечения «чистоты» эксперимента.

В определенных условиях эксплуатации возникает необходимость изменить или отключить местное управление группами поглощающих стержней. При отключении одной из таких локальных систем (способы этого указаны в регламенте работы на малой мощности) старший инженер управления реактором не спешил исправлять разбалансировку в системе управления. В результате мощность упала ниже 30 МВт_th что привело к отравлению реактора продуктами деления (ксеноном и йодом). В таком случае практически невозможно восстановить нормальные условия, не прерывая испытания и не дожидаясь преодоления отравления сутки. Заместитель главного инженера по эксплуатации не хотел прерывать испытания и криком на них заставил операторов БЩУ начать поднимать уровень мощности (который был стабилизирован на уровне 200 МВт)._th). Отравление реактора продолжалось, но дальнейшее увеличение мощности было недопустимо из-за малого эксплуатационного запаса реактивности, всего 30 стержней для канального реактора большой мощности (РБМК). Реактор стал практически неуправляемым и потенциально взрывоопасным, потому что, пытаясь преодолеть отравление, операторы извлекли несколько стержней, необходимых для поддержания запаса реактивности, что сделало систему аварийной остановки неэффективной. Тем не менее, было принято решение продолжить испытания. Поведение оператора, по-видимому, мотивировалось главным образом желанием как можно скорее завершить испытание.

Проблемы из-за неадекватной конструкции реактора и поглощающих стержней

Для лучшего понимания причин аварии необходимо указать на основные конструктивные недостатки поглощающих стержней системы управления и аварийной защиты. Высота активной зоны составляет 7 м, а поглощающая длина стержней составляет 5 м с полыми частями по 1 м над и под ним. Нижние концы поглощающих стержней, уходящие под сердечник при полной вставке, заполнены графитом. При такой конструкции в активную зону входят регулирующие стержни, затем метровые полые части и, наконец, поглощающие части.

В Чернобыле-4 всего было 211 поглощающих стержней, 205 из которых были полностью извлечены. Одновременная повторная установка такого количества стержней сначала приводит к превышению реактивности (пику активности деления), так как сначала концы графита и полые части входят в активную зону. В стабильном управляемом реакторе такой всплеск не страшен, но при сочетании неблагоприятных условий такая добавка может оказаться фатальной, так как приводит к быстрому разгону нейтронного реактора. Непосредственной причиной начального роста реактивности стало начало кипения воды в активной зоне. Этот первоначальный рост реактивности отражал один конкретный недостаток: положительный коэффициент паросодержания, обусловленный конструкцией активной зоны. Этот недостаток конструкции является одним из недостатков, которые привели к ошибкам оператора.

Серьезные конструктивные недостатки реактора и поглощающих стержней фактически предопределили чернобыльскую аварию. В 1975 г., после аварии на Ленинградской АЭС и позже, специалисты предупреждали о возможности новой аварии ввиду недостатков в конструкции активной зоны. За полгода до чернобыльской катастрофы инспектор по безопасности Курского завода направил в Москву письмо, в котором указывал главному научному сотруднику и главному конструктору на некоторые конструктивные недостатки реактора и стержней системы управления и защиты. Однако в Госкомитете по надзору за атомной энергетикой его доводы назвали необоснованными.

Ход самой аварии

Ход событий был следующим. С началом кавитации ГЦН реактора, приведшей к уменьшению расхода в активной зоне, теплоноситель закипел в напорных трубах. В этот момент начальник смены нажал кнопку аварийной сигнализации. В ответ все стержни управления (которые были выведены) и стержни аварийного отключения упали в активную зону. Однако первыми в активную зону попадают графитовые и полые концы стержней, вызывающие рост реактивности; и они вошли в активную зону как раз в начале интенсивного парообразования. К такому же эффекту привело и повышение температуры ядра. Таким образом, совмещались три неблагоприятных для ядра условия. Начался немедленный разгон реактора. Это было связано в первую очередь с грубыми конструктивными недостатками РБМК. Здесь следует напомнить, что САОР была выведена из строя, заблокирована и опломбирована.

Дальнейшие события хорошо известны. Реактор был поврежден. Большая часть топлива, графита и других внутриреакторных компонентов вылетела наружу. Уровни радиации вблизи поврежденного блока составляли от 1,000 до 15,000 Р/ч, хотя были и более отдаленные или защищенные районы, где уровни радиации были значительно ниже.

Сначала персонал не понял, что произошло, и просто продолжал говорить: «Это невозможно! Все было сделано должным образом».

Эргономические соображения в связи с советским докладом об аварии

Доклад, представленный советской делегацией на заседании Международной ассоциации атомной энергии (МАГАТЭ) летом 1986 г., по-видимому, содержал правдивую информацию о Чернобыльском взрыве, но продолжает возвращаться сомнение в том, правильно ли были расставлены акценты и был ли проект к недостаткам относились не слишком мягко. В отчете указывалось, что поведение личного состава было вызвано желанием завершить испытание как можно скорее. Судя по фактам нарушения персоналом порядка подготовки и проведения испытаний, нарушения самой программы испытаний, халатности при управлении реактором, создается впечатление, что операторы не были в полной мере осведомлены о процессах, происходящих в реакторе. и потерял всякое чувство опасности. Согласно отчету:

Проектировщики реактора не предусмотрели системы безопасности, предназначенные для предотвращения аварии в случае преднамеренного отключения технических средств безопасности в сочетании с нарушением правил эксплуатации, так как считали такое сочетание маловероятным. Таким образом, первопричиной аварии было крайне маловероятное нарушение порядка и условий эксплуатации персоналом станции.

Стало известно, что в исходном тексте доклада после слов «персонал станции» была добавлена ​​фраза «выявившая конструктивные недостатки реактора и стержней системы управления и защиты».

Вмешательство «умных дураков» в управление станцией конструкторы сочли маловероятным и поэтому не разработали соответствующие инженерно-технические предохранительные устройства. Учитывая фразу в отчете о том, что проектировщики сочли реальное стечение обстоятельств маловероятным, возникают вопросы: учли ли проектировщики все возможные ситуации, связанные с деятельностью человека на станции? Если ответ положительный, то как они учитывались при проектировании завода? К сожалению, ответ на первый вопрос отрицательный, поэтому области взаимодействия пользователя и машины остаются неопределенными. В результате противоаварийная подготовка на местах, а также теоретическая и практическая подготовка проводились в основном в рамках примитивного алгоритма управления.

Эргономика не использовалась при проектировании автоматизированных систем управления и диспетчерских для атомных станций. Как особо серьезный пример, существенный параметр, отражающий состояние активной зоны, то есть количество стержней системы управления и защиты в активной зоне, отображался на щите управления Чернобыль-4 в неподобающем для восприятия и понимания виде. Эта неадекватность была преодолена только благодаря опыту оператора в интерпретации дисплеев.

Просчеты проекта и игнорирование человеческого фактора привели к созданию бомбы замедленного действия. Следует подчеркнуть, что конструктивная ошибка активной зоны и системы управления послужила фатальной основой для дальнейших ошибочных действий операторов, и, таким образом, основной причиной аварии стало неадекватное проектирование взаимодействия пользователя с машиной. Расследователи катастрофы призвали «уважать инженерную деятельность человека и взаимодействие человека и машины, поскольку это урок, который преподал нам Чернобыль». К сожалению, отказаться от старых подходов и стереотипного мышления сложно.

Академик П.Л. Капица еще в 1976 г. как будто предвидел катастрофу по причинам, которые могли бы иметь значение для предотвращения Чернобыля, но о его опасениях стало известно только в 1989 г. В феврале 1976 г. Новости США и World Report, еженедельный новостной журнал, опубликовал репортаж о пожаре на ядерном объекте Browns Ferry в Калифорнии. Капица был настолько обеспокоен этой аварией, что упомянул о ней в своем докладе «Глобальные проблемы и энергетика», сделанном в Стокгольме в мае 1976 года. Капица, в частности, сказал:

Авария выявила неадекватность математических методов, используемых для расчета вероятности таких событий, поскольку эти методы не учитывают вероятность из-за ошибок человека. Для решения этой проблемы необходимо принять меры, чтобы любая ядерная авария не приняла катастрофический характер.

Капица пытался опубликовать свою статью в журнале Наука и Жизнь («Наука и жизнь»), но статья была отклонена на том основании, что нецелесообразно «пугать публику». Шведский журнал Амбио просил у Капицы его газету, но и ее в конце концов не опубликовал.

Академия наук заверила Капицу, что в СССР таких аварий быть не может, и в качестве окончательного «доказательства» предоставила ему только что изданные Правила безопасности АЭС. Эти правила содержали, например, такие пункты, как «8.1. Действия персонала при ядерной аварии определяются порядком ликвидации последствий аварии»!

После Чернобыля

В связи с прямым или косвенным следствием Чернобыльской аварии разрабатываются и осуществляются мероприятия по обеспечению безопасной эксплуатации действующих АЭС и совершенствованию проектирования и строительства будущих. В частности, приняты меры по повышению быстродействия аварийной системы и исключению возможности ее преднамеренного отключения персоналом. Изменена конструкция поглощающих стержней, их количество увеличено.

Кроме того, дочернобыльская методика нештатных ситуаций предписывала операторам поддерживать реактор в рабочем состоянии, а по действующей реактор должен быть остановлен. Разрабатываются новые реакторы, которые, в принципе, безопасны сами по себе. Появились новые области исследований, которые либо игнорировались, либо не существовали до Чернобыля, включая вероятностный анализ безопасности и экспериментальные стендовые испытания безопасности.

Однако, по словам бывшего министра атомной энергетики и промышленности СССР В. Коновалова, количество отказов, остановов и инцидентов на атомных станциях по-прежнему велико. Исследования показывают, что это связано в основном с низким качеством поставляемых компонентов, человеческим фактором и неадекватными решениями конструкторских и проектных органов. Качество строительно-монтажных работ также оставляет желать лучшего.

Различные модификации и изменения конструкции стали обычной практикой. В результате, а также в сочетании с недостаточной подготовкой низка квалификация эксплуатационного персонала. Персонал должен повышать свои знания и навыки в процессе работы, основываясь на опыте эксплуатации станции.

Уроки эргономики еще предстоит усвоить

Даже самая эффективная и сложная система управления безопасностью не сможет обеспечить надежность станции, если не будет учитываться человеческий фактор. Готовится работа по профессиональной подготовке кадров во Всесоюзном научно-исследовательском институте АЭС, и эту работу планируется значительно расширить. Однако следует признать, что человеческий фактор все еще не является неотъемлемой частью проектирования, строительства, испытаний и эксплуатации станции.

Бывшее Министерство атомной энергетики СССР ответило в 1988 г. на официальный запрос, что в период 1990-2000 гг. потребности в специалистах по инженерии человека со средним и высшим образованием не было, так как не было соответствующих запросов на такой персонал от атомных станций и предприятий.

Для решения многих проблем, упомянутых в данной статье, необходимо проведение совместных НИОКР с привлечением физиков, конструкторов, технологов, эксплуатационного персонала, специалистов в области инженерии человека, психологии и других областей. Организация такой совместной работы сопряжена с большими трудностями, особенно трудностью является сохраняющаяся монополия отдельных ученых и групп ученых на «истину» в области атомной энергетики и монополия оперативного персонала на информацию о работе АЭС. Без доступной исчерпывающей информации невозможно поставить инженерно-технический диагноз АЭС и, при необходимости, предложить пути устранения ее недостатков, а также разработать систему мероприятий по предотвращению аварий.

На АЭС бывшего Советского Союза современные средства диагностики, контроля и компьютеризации далеки от принятых международных стандартов; методы борьбы с растениями излишне сложны и запутаны; отсутствуют передовые программы обучения персонала; проектировщики плохо поддерживают работу станции и сильно устарели форматы руководств по эксплуатации.

Выводы

В сентябре 1990 года, после дополнительных расследований, двое бывших чернобыльцев были освобождены из мест лишения свободы досрочно. Через некоторое время весь заключенный оперативный персонал был досрочно освобожден. Многие люди, занимающиеся вопросами надежности и безопасности АЭС, сейчас считают, что персонал действовал правильно, хотя эти правильные действия и привели к взрыву. Персонал Чернобыля не может нести ответственность за непредвиденные масштабы аварии.

В попытке установить виновных в катастрофе суд в основном опирался на мнение технических специалистов, которыми в данном случае были проектировщики Чернобыльской АЭС. В результате из этого усваивается еще один важный чернобыльский урок: поскольку основным юридическим документом, который используется для определения ответственности за аварии на таких сложных объектах, как АЭС, является что-то вроде инструкций по эксплуатации, которые разрабатываются и изменяются исключительно проектировщиками этих объектов, слишком технически сложно найти истинные причины катастроф, а также принять все необходимые меры предосторожности, чтобы их избежать.

Далее, все еще остается вопрос, должен ли оперативный персонал строго следовать инструкции по техническому обслуживанию в случае аварии или же он должен действовать в соответствии со своими знаниями, опытом или интуицией, которые могут даже противоречить инструкции или неосознанно ассоциироваться с угрозой аварии. суровое наказание.

К сожалению, приходится констатировать, что вопрос «Кто виноват в Чернобыльской аварии?» не убрано. Ответственных следует искать среди политиков, физиков, администраторов и операторов, а также среди инженеров-разработчиков. Осуждение простых «стрелочников», как в случае с Чернобылем, или освящение священнослужителями АЭС святой водой, как это было сделано с пострадавшим от аварии энергоблоком в Смоленске в 1991 году, не могут быть правильными мерами для обеспечения безопасной и надежной работы АЭС.

Те, кто считает чернобыльскую катастрофу просто досадной неприятностью, которая никогда больше не повторится, должны понимать, что одна из основных характеристик человека заключается в том, что люди совершают ошибки — не только оперативный персонал, но также ученые и инженеры. Игнорирование эргономических принципов взаимодействия пользователя и машины в любой технической или промышленной области приведет к более частым и более серьезным ошибкам.

Поэтому необходимо проектировать технические объекты, такие как АЭС, таким образом, чтобы возможные ошибки обнаруживались до того, как может произойти тяжелая авария. Многие принципы эргономики были выведены в первую очередь для предотвращения ошибок, например, при проектировании индикаторов и элементов управления. Однако до сих пор эти принципы нарушаются во многих технических средствах по всему миру.

Эксплуатационный персонал сложных объектов должен обладать высокой квалификацией не только для выполнения рутинных операций, но и для действий, необходимых в случае отклонения от нормального состояния. Хорошее понимание физики и задействованных технологий поможет персоналу лучше реагировать в критических условиях. Такую квалификацию можно получить только путем интенсивного обучения.

Постоянные улучшения интерфейсов пользователя и машины во всех видах технических приложений, часто в результате мелких или крупных аварий, показывают, что проблема человеческих ошибок и, следовательно, взаимодействия пользователя и машины далека от решения. Необходимы непрерывные эргономические исследования и последующее применение полученных результатов, направленные на повышение надежности взаимодействия пользователя и машины, особенно с технологиями, обладающими высокой разрушительной силой, такими как ядерная энергетика. Чернобыль — суровое предупреждение о том, что может произойти, если люди — ученые и инженеры, а также администраторы и политики — будут игнорировать необходимость учета эргономики в процессе проектирования и эксплуатации сложных технических объектов.

Ханс Бликс, Генеральный директор МАГАТЭ, подчеркнул эту проблему, проведя важное сравнение. Говорят, что проблема войны слишком серьезна, чтобы оставлять ее исключительно генералам. Бликс добавил, что «проблемы ядерной энергетики слишком серьезны, чтобы оставлять их исключительно специалистам-ядерщикам».

Назад