ТРАНСДИСЦИПЛИНАРНОСТЬ ДЛЯ МИНИСТЕРСТВ И ВЕДОМСТВ

 

Б.С. Карамурзов  А.В. Шевченко  В.С. Мокий

 

Информологические аспекты безопасности объектов атомной энергетики и мест захоронения радиоактивных отходов.

 

Научно-практическую деятельность человека в области ядерной энергетики и утилизации радиоактивных отходов можно считать наиболее регламентированной. Жесткий регламент  начинает проявляться уже на стадии формирования ее основных понятий и определений.

 

Напомним, например, что понятие безопасности атомной станции (АЭС) определяется как свойство АЭС при нормальной эксплуатации и в случае аварии ограничивать радиационное воздействие требованиями специальных норм и правил. При этом уровень безопасности считается приемлемым, если обеспечено соблюдение требований специальных норм и правил.

 

При таком подходе пространство возможного решения вопросов безопасности АЭС ограничено рамками тех же самых норм и правил. Варианты решения проблем безопасности в этом случае могут иметь только одно направление - в сторону ужесточения требований, предъявляемых к свойствам материалов, используемых при создании оборудования АЭС и к подготовке специалистов, которые это оборудование эксплуатируют. В настоящее время это направление перешло из ряда повышающих уровень безопасности в разряд поддерживающих его. В ряде случаев положительное влияние  на состояние безопасности АЭС оказывает постоянное совершенствование конструктивных особенностей оборудования и технологических процессов, проводимое учреждениями отраслевой и академической науки.

 

Нельзя сказать, что проблемы АЭС, не решаются. Однако их решение осуществляется с помощью тех же знаний, методов анализа и методик, которые использовались на всех этапах создания самих экологически опасных АЭС. В этом случае возникает вероятность того, что именно та конструктивная особенность или фрагмент технологии, которые рассматриваются создателями АЭС в качестве необходимого элемента общего технологического процесса, будут являться скрытой основой аварий и различных нештатных ситуаций. Кроме этого, недостатками существующих методов анализа является то, что:

 

- во-первых, существующие методы анализа имеют, как правило, узкую специализацию, потому что они созданы в рамках концепций узкоспециальных научных дисциплин. Это объясняет тот факт, что до сих пор отсутствует единый параметр или показатель, по динамике изменения которого можно судить о степени радиационной и экологической опасности АЭС.

 

-  во-вторых, опыт развития науки показывает, что часто при получении новых характеристик может кардинально меняться представление о сути исследуемого явления. Это приводит к тому, что в механизм анализа заведомо закладывается вероятность принятия ошибочных решений, не без помощи которых экологическая опасность АЭС становится неизбежной реальностью.

 

Каждая наука, каждое научное направление имеет свою концептуальную базу, методы анализа информации, а также свою терминологию и язык, которым излагаются результаты проводимых исследований. Такая дифференциация понимания окружающего мира привела к тому, что ученые разных научных дисциплин не всегда достигают взаимопонимания при совместном решении проблем. Например, для определения комплексной оценки безопасности АЭС, как правило, создается рабочая группа, объединяющая в своем составе специалистов различных научных направлений. В такой ситуации возникает ряд принципиальных вопросов:

·        кто из специалистов должен взять на себя ответственность за формирование обобщенных результатов проведенных исследований?

·        на основании концепции какого научного направления должны формироваться обобщенные результаты?

·        языком какой научной дисциплины необходимо их излагать, чтобы они были одинаково понятны специалистам различных научных дисциплин и административным работникам, принимающим принципиальные решения?

 

Пока эти вопросы носят дискуссионный характер, окончательные выводы по совместным работам формируются на основе компромиссного согласия экспертов без активного привлечения концепции системного подхода.

Анализ опубликованных  научно-практических материалов последних лет позволяет говорить о том, что в настоящее время нет достаточно проработанных методик в области единых моделей и интегральных характеристик природных процессов и явлений [7]. Поэтому возникла насущная потребность в создании новых универсальных системных методов анализа, позволяющих им активно участвовать на всех стадиях решения проблемы: оценки общего состояния, прогноза развития и выработки необходимых рекомендаций по ходу решения.

Одним из таких методов является - метод тд-анализа информации.

 

В его разработке принимали участие ученые Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова, Государственной Академии Управления им. С. Орджоникидзе г. Москва, Международного института информатики биосферы "ИнтерЭкоИнформ" г. Москва и Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова г. Нальчик.

 

Метод тд-анализа создан в рамках трансдисциплинарности. Его основная идея заключается в том, что любое явление, объект или процесс можно представить в образе условно-замкнутого пространства. Это дает возможность выделить универсальный показатель, который принадлежит каждому пространству - его состояние. Состояние пространства является удобным параметром, который дает возможность сразу и полностью охарактеризовать весь его объем. Поэтому в трансдисциплинарности под понятием "информация" понимается именно состояние пространства.

 

В пространстве информация может находиться одновременно в двух положениях: в непроявленном - как, собственно, состояние пространства и в проявленном (с точки зрения наблюдателя) - как совокупность характеристик, отображающих это состояние.

 

Чтобы сохранить и передать общий смысл, заключенный в пространстве, метод тд-анализа использует специфический прием, в результате которого вся совокупность характеристик распределяется по ограниченному числу признаков. Под признаками информации подразумевается обозначение фрагментов пространства, объединяющих в себе информацию конкретного содержания.

 

Пространство характеризуется с позиции величины и с позиции его существенных свойств, проявляя при этом информацию, соответственно, количественного и качественного вида. Поэтому центральное понятие метода тд-анализа - информационная система, сформулировано как специфическая форма организации пространства, определяющая порядок взаимоотношений в нем информации количественного и качественного вида.

 

Практическое использование закономерностей этих взаимоотношений позволило проводить анализ общего состояния пространства исследуемых объектов с первоначально предельно ограниченным объемом характеристик, сохраняя при этом высокий уровень достоверности полученных результатов. Все это дало возможность на порядок сократить временные и материальные затраты при принятии эффективных управленческих решений [3,4,6].

 

Чтобы иметь возможность реализовать преимущество тд-анализа в деле повышения безопасности атомных станций целесообразно делать более открытой для внешнего сотрудничества соответствующую терминологию атомной энергетики. Некоторые специалисты [2] предлагают изложить новые определения термина “безопасность АЭС” как свойства АЭС, характеризующиеся ее способностью предотвращать возникновение всех видов опасных воздействий на персонал, население и окружающую среду, или, если они возникли, ограничивать их воздействия установленными пределами.

Не снижая роли требований специальных норм и правил при обеспечении установленного уровня безопасности АЭС, смысл нового термина допускает привлечение для повышения этого уровня методы из других областей знаний. Покажем это на примере применения тд-анализа.

 

Представим территорию, на которой расположена АЭС, в образе некого пространства, осуществляющего процесс преобразования своего состояния или иначе говоря, процесс преобразования информации. Этот процесс характеризуется целенаправленным изменением ее различных физико-химических, биологических, геологических, метеорологических, социальных и прочих показателей. АЭС автоматически включается в общий процесс преобразования информации. Следовательно, пространство территории оказывается в положении надсистемы по отношению ко всем информсистемам, в том числе и к АЭС, находящихся внутри него, и навязывает им в качестве оптимального свой порядок преобразования информации. Отсюда можно сделать вывод, что насколько состояние пространства территории будет отличаться от нормы, настолько же будет стремиться отличаться от нормы состояние АЭС, а также всех природных и искусственных объектов. Поэтому достаточно присвоить соответствующий признак информации имеющимся в наличии характеристикам территории и объектов и проанализировать их в рамках предлагаемой модели информационной системы, чтобы сделать прогноз возможного изменения любых других их характеристик, которые, в принципе, можно получить при помощи существующих дисциплинарных методов.

 

Не менее важным, в данном случае, является то, что теперь удается прогнозировать в едином смысловом контексте (системно) различные аспекты общего состояния системы: общее состояние АЭС; общее состояние территории, на которой она располагается; влияние АЭС на общее состояние территории, а также ответное влияние территории на общее состояние АЭС.

Для того, чтобы оценить общее состояние любого пространства, вводится его интегральный показатель - информационный потенциал. Если реальное состояние пространства отличается от эталонного, то возникающая разница информационных потенциалов, оформляется в нем в виде дельты. Эта дельта оценивается в условных единицах информационного напряжения. Чем больше разница между эталонным и реальным состояниями пространства, тем выше значение информационного напряжения. Разным значениям информнапряжения соответствуют характерные изменения, наблюдающиеся в признаковой информации.

 

Увеличение доли или интенсивности информации количественных признаков в общем объеме информации, позволят говорить о "заниженном" состояния пространства, а увеличение доли или интенсивности информации качественных признаков - о его "завышенном" состоянии.

Термины "заниженное" и "завышенное" состояния пространства несут технологическую нагрузку. С их помощью удается обозначить специфические особенности течения процессов преобразования информации в однотипных пространствах.

 

Пространство, в образе которого можно представить территорию, состоит из определенного числа ландшафтно-территориальных фрагментов. Как только его реальное состояние перестает соответствовать норме, это немедленно сказывается на состоянии пространств ландшафтно-территориальных фрагментов. Часть из них приобретает “завышенное” состояние, а другая часть - “заниженное”. Благодаря этому, появилась возможность составлять трансдисциплинарную карту региона, с указанием на ней состояния каждого территориального фрагмента и обозначением его информационного напряжения.

В чем заключается практическая польза такой карты?

Технология производства, использующаяся на АЭС, сопровождается активизацией химических элементов, которые в их обобщенной классификации имеют качественные признаки. Увеличение интенсивности в качественных признаках информации позволяет говорить о потенциально “завышенном” состоянии пространства АЭС. В этом случае, если разместить АЭС на ландшафтно-территориальном фрагменте, также имеющем “завышенное” состояние, то их взаимодействие друг с другом будет приводить к систематически возникающим резонансным явлениям. При работе АЭС, они служат условием возникновения целого ряда аварий и внештатных ситуаций, которые, как правило, относятся к разряду непредсказуемых или случайных.

 

Поэтому применение тд-карты целесообразно как при выборе площадки для строительства АЭС, определяя территориальные фрагменты, которые сочетались бы с ней по принципу информационной совместимости, так и при анализе работы действующих АЭС, определяя перечень принципиально новых мероприятий, которые будут повышать существующий уровень безопасности АЭС [4,5].

Чтобы дополнить общепринятую концепцию безопасности, необходимо рассмотреть ранее не учитываемые факторы экологической опасности АЭС и предложить мероприятия по их устранению.

Согласно представлениям, принятым в трансдисциплинарности, полный объем воздействия АЭС на окружающую среду состоит из трех видов факторов экологической опасности:

- первичные факторы экологической опасности связаны с состоянием пространства АЭС и значением ее информационного напряжения.

Если состояние АЭС изменено и ее обслуживающий персонал не отвечают всем требованиям, которые предъявляются к ним ГОСТами, то в течение каждого годового производственного цикла начинает проявляться общая закономерность, которая связана с возникновением у них индивидуальных периодов особой чувствительности (ИПОЧ).  Эти периоды знаменательны тем, что в их временных рамках проявляются действия уже известного информационного резонанса. Ретроспективный анализ аварийных ситуаций на некоторых АЭС (Чернобыльская, Белоярская и др.) подтвердил наличие у них периодов особой чувствительности, в которых произошло более 80 % всех негативных ситуаций [4].

В ИПОЧ существенно возрастает вероятность принятия человеком неадекватных решений. В эти периоды организм человека становится наиболее уязвимым при проведении анализа информационных потоков быстроменяющихся ситуаций. Это обусловливает тот факт, что более 80 %  всех негативных случаев в быту и на производстве, аварий при управлении транспортными средствами, обострений хронических заболеваний и т.п. происходит в ИПОЧи.

По результатам анализа внештатных ситуаций, возникающих в различных природных и искусственных информационных системах, удалось создать и запатентовать устройство по определению ИПОЧ (Патент № 1811371 от 10.10.92 г. Госкомизобретений России). Таким образом, используя знания о величине информпотенциала АЭС и ее обслуживающего персонала, появилась возможность выполнить ряд специальных работ [10]. Например:

·        провести экспертную оценку АЭС, определив на требуемый период времени состояние ее информнапряженния. Результаты оценки, в свою очередь, позволят составить прогноз характерных негативных событий, которые с вероятностью более 80 %  будут сопровождать технологические процессы АЭС;

·        рассчитать ИПОЧ работников АЭС для целенаправленного формирования персонального состава дежурных смен, графиков отпусков и т.д.;

·        предложить комплекс специальных мероприятий по поддержанию устойчивости общего состояния операторов дежурных смен.

 

 - ко вторичным факторам экологической опасности можно отнести специфические зоны, создающиеся вокруг объектов атомной энергетики.

Традиционно их рассматривают как “зоны влияния АЭС”. Анализ этих зон производится при помощи различных дисциплинарных методов. В информологии эти зоны рассматриваются как информационные поля или, иными словами, как пространства, имеющие определенное внутреннее состояние. Радиус информационных полей зависит не только от суммарной мощности АЭС, но и от размеров основных элементов ее конструкции.

Необходимо различать виды следующие виды информационных полей:

Информполе АЭС - это основное поле, которое формируется вокруг ее территории. Его обычно рассматривают как зону непосредственного внешнего влияния АЭС на окружающую среду. Именно его следует считать начальным элементом механизма преобразования информации АЭС.

Информационные преобразователи - это следующие элементы механизма. Они представляют собой пространства конкретного радиуса, возникающие в определенных точках на границе основного информполя АЭС. В них происходит специфическое преобразование первичных информационных потоков.

Поля “информационного преобразования” - это пространства конкретного радиуса, которые появляются вследствие функционирования информационных преобразователей. На этом этапе радиус всего пространства, в котором происходит процесс полного преобразования информации АЭС, может достигать нескольких сотен километров. Порядок преобразования информации, установившийся в этом пространстве, будет задавать программу характерных изменений природной среды территории и ее отдельных ландшафтно-территориальных фрагментов [8].

 

Таким образом, используя выявленные дополнительные обстоятельства преобразования информации АЭС, появляется возможность в сотрудничестве со специалистами других научных дисциплин:

·        производить экспертную оценку влияния организованного пространства АЭС на окружающую среду;

·        составлять научно обоснованный прогноз развития территорий, оказавшихся в зоне воздействия АЭС, а также разрабатывать комплексы специальных мероприятий, призванные снизить уровень негативного воздействия АЭС на окружающую среду.

 

- к третичным факторам экологической опасности следует отнести зоны, которые образуются в результате взаимодействия полей информационного преобразования нескольких АЭС или объектов атомной энергетики между собой.

Так как при территориальном размещении таких объектов не учитывается их возможное специфическое взаимодействие, то велика вероятность того, что пространства, в которых происходит их полное преобразование информации, в определенных зонах будут накладываться или перекрывать друг друга.

Создаваясь на значительном удалении от АЭС, эти зоны являются наиболее грозными факторами экологической опасности. Это объясняется тем, что в них происходит сложение преобразованной информации двух объектов атомной энергетики. Соответственно, на территориях, попадающих в эти зоны, ухудшение экологической обстановки происходит гораздо интенсивнее.

В этих зонах могут возникать по “непонятным” причинам неизвестные заболевания у людей, животных и растений, происходят аномальные климатические изменения, учащаться аварии на продуктопроводах, предприятиях, транспорте и т.д..

 

Экологическая опасность, обусловленная третичными факторами, многократно возрастает, если территориальное размещение сразу нескольких объектов атомной энергетики позволяет им организовать взаимодействие между собой по выше описанному принципу.

Используя закономерности взаимодействия пространств, в которых происходит процесс преобразования информации нескольких АЭС можно выполнить следующие практические работы:

· провести системный мониторинг регионов, на которых размещено несколько объектов атомной энергетики;

· составить прогноз развития событий в данных регионах, вероятность возникновения которых наиболее велика;

· с помощью специалистов различных научных направлений разработать комплекс специальных мероприятий, направленных на недопущение возникновения третичных факторов экологической опасности или снижения уровня их негативного влияния на окружающую среду и население.

 

Существование объектов атомной энергетики неотделимо от проблемы утилизации радиоактивных отходов, выбора мест и способов их длительного хранения. Специфика этой проблемы заключается в том, что если все стадии производственного цикла АЭС происходят под контролем средств автоматики и обслуживающего персонала, то процессы, протекающие в среде жидких радиоактивных отходов, например, в подземных водоносных песчано - глинистых отложениях на глубине 300 - 400 метров от поверхности земли, можно проконтролировать только гипотетически.

 

Зачастую, теоретически рассчитанная скорость водообмена (миграции жидких радиоактивных отходов) в подземных хранилищах, не отвечает фактическим наблюдениям. Примеры, подобные этому, можно привести и из области хранения других видов радиоактивных отходов. Опасность этих непредсказуемых процессов для окружающей среды и здоровья населения очевидна. К сожалению, методы решения проблемы захоронения радиоактивных отходов вызывают обоснованную критику природоохранных организаций [11].

В этом случае, можно считать оправданным применение методов тд-анализа для решения проблем в данной области. Например, с точки зрения трансдисциплинарности, химический состав грунта конкретного ландшафтно-территориального фрагмента соответствует его реальному общему состоянию. В течение многих столетий такое состояние пространства ЛТФ сопровождалось перераспределением химических элементов - депонированием одних химических веществ и повышенным расходом других. Сложившийся химический баланс ландшафтно-территориального фрагмента обусловил формирование ее индивидуальных микроклиматических условий, флоры и фауны.

 

При выборе мест захоронения радиоактивных отходов эти особенности не учитываются в необходимой мере. Поэтому когда искусственно в промышленных масштабах проводится изменение сложившегося соотношения химических элементов, то это приводит либо “завышению”, либо “занижению” состояния пространства территории. При этом в ландшафтно-территориальном фрагменте начинают происходить характерные изменения всех параметров и характеристик экологической системы.

 

Кроме того, если элементный состав радиоактивных отходов соответствует по своему признаку общему состоянию территории, то это приводит к возникновению эффекта информационного резонанса, вызывающего теоретически неожидаемую активизацию всей массы отходов. В противоположном случае, состояние территории естественным образом снижает активность (агрессивность) радиационных отходов, поддерживая, тем самым, более безопасный режим захоронения.

 

Таким образом, использование метода тд-анализа позволяет расширить представления об опасности и безопасности объектов атомной энергетики. С его помощью удается выявить и оценить ранее не учитываемые факторы, влияющие на степень этой опасности. Кроме того, появляется возможность составления прогноза дальнейшего развития экологической ситуации на территориях, подверженных влиянию АЭС и мест захоронения радиоактивных отходов, а также разработки специальных мероприятий, которые способны сделать их менее опасными для окружающей среды и здоровья населения.

 

Всё вышеизложенное позволяет прийти к выводу о том, что трансдисциплинарная системная экспертиза должна быть обязательным предварительным этапом проектных работ по созданию и территориальному размещению экологически опасных объектов. В обязательном порядке такой экспертизе должны быть подвергнуты ныне действующие объекты атомной энергетики. Это смогло бы остановить процесс накапливания негативного информационного напряжения и общей экологической опасности в стране и в отдельных ее регионах.

 

 

 

Литература:

1. Мокий B.C. Новые подходы к оценке экологической ситуации в регионах. Материалы Международной конференции "Экологическая безопасность регионов и рыночные отношения". Москва, 6 - 10 сентября 1993 г.

2. Алпеев А.C. “Экологические аспекты проблем надежности и безопасности технических систем”. /Основные понятия безопасности/. Ежемесячное приложение к журналу “СТАНДАРТЫ И КАЧЕСТВО” 7’94, г. Москва.

3. Жамборова А.О., Шегай О.Е., Мокий В.С. Прогнозирование ЧС в Приволжском и других регионах России на период с 15.11.94 по 01.02.95 г. Отчет по заданию МЧС России 20/4 - 1/344 от 8.11.94 г. МНИИБ "ИнтерЭкоИнформ". Москва, 1994 г.

4. Путинцев А.И. Методология эколого-экономического мониторинга окружающей среды с использованием информологической технологии и геоинформационных систем на энергетических объектах // раздел в отчет ЦНИИИнформ Минатома по теме: “Стратегия атомной энергетики России”. МНИИБ “ИнтерЭкоИнформ”. Москва, 1994 г.

5. Путинцев А.И. К стратегии долгосрочного прогноза и предупреждения чрезвычайных ситуаций на основе информологического подхода. Материалы 1-ой Международной конференции “Экология и развитие Северо - Запада Российской Федерации” С Петербург, 4-6 октября 1995 г.

6.   Потехин Г.С. Концепция и стратегия перехода промышленных территорий России к гармоничному эколого-экономическому развитию. Проблемы перехода России к устойчивому развитию". С-Петербург, 29- 30ноября 1995 г.

7.  Хомяков Д.М., Хомяков П.М., “Основы системного анализа” Механико-математический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова. Москва, 1996 г.

8.   Путинцев А.И., Артюхова В.И., Лебедева Г.Д. "Феноменальные состояния биологических и экологических систем в организованном пространстве". Международная научно-практическая конференция " Анализ систем на пороге 21 века: теория и практика”. Москва, февраль 1996 г.

9. Мокий B.C., Путинцев А.И., "Пространственная организация информации с позиции информологии". Международная научно-практическая конференция "Анализ систем на рубеже тысячелетий: теория и практика”. Москва, 16 - 18 декабря 1997 г.

10. Мокий В.С. “Новые методы оценки экологической опасности”. Бюллетень центра общественной информации по атомной энергии. №1, 1997.

11. Кузнецов В.М. “Государственная радиация”. Москва 1994 г.