Новые виды человеческой деятельности, уберегая нас от нехватки энергии, помогая поднимать урожайность и сохранять собранную продукцию, одновременно несут новые опасности, размеры которых подчиняются тем же тенденциям. Если во время радиационной аварии в Селлафилде (Англия) в 1957 году погибло 13 человек и было загрязнено радионуклидами около 500 квадратных километров территории, то чернобыльская авария 1986 года привела к потере 30 человеческих жизней и нескольким тысячам квадратных километров серьезно пострадавшей территории.
К сожалению, продолжаются аварии и в традиционных, давно сложившихся отраслях человеческой деятельности, например, на угольных шахтах и элеваторах. В США ежегодно случается несколько десятков взрывов на зерновых элеваторах. При этом каждый из них – событие крупное и неприятное. Причиной служит взрывное горение слоя пыли, поднявшейся в воздух. Сам взрыв инициирует увеличение количества такой пыли и масштаба вторичных взрывов и пожаров. Каждое подобное происшествие уносит жизни 20–30 человек, ущерб оценивается в 25–30 миллионов долларов не считая косвенного влияния на экспорт – импорт зерна, цены на него.
Обращает на себя внимание, что в ряде случаев происходят аварии, экономический, а иногда социальный и политический ущерб которых чрезвычаен. Так, в результате катастрофы аэрокосмического корабля «Челленджер» утрачено не только семь человеческих жизней, но и сам очень дорогой корабль многоразового действия, задержаны многие запланированные программы, потребовались новые исследования и разработки, изменения в технологии создания подобных кораблей.
Тяжелая авария в 1979 году с расплавлением активной зоны реактора на атомной электростанции Три-Майл-Айленд в США не затронула жизни и здоровья персонала, но непосредственный ущерб от нее превысил 1 миллиард долларов. Кроме того, было подорвано доверие к атомной энергетике, заторможено ее развитие. Возникла необходимость в пересмотре многих позиций, осуществлении на всех действующих АЭС ряда дополнительных мероприятий по повышению безопасности – для каждой станции их стоимость составляла несколько десятков миллионов долларов.
Ущерб от чернобыльской аварии тоже не ограничивается потерянными жизнями, миллиардами рублей, затраченными на ее ликвидацию. На несколько месяцев был нарушен привычный ритм хозяйственной жизни крупных регионов и многих звеньев государственного управления, пришлось отвлечь большое количество руководителей, исследователей, специалистов, строителей, медиков от выполнения намеченных планов, текущих задач. Для незапланированных целей использовалось немало строительной техники и транспортных средств.
К сожалению, число подобных омрачающих нашу жизнь примеров велико. Существенно, что опасности от техносферы уже стали в категориях ущерба соизмеримыми с негативными для человека природными воздействиями. Так, атмосферные аномалии – смерчи (торнадо) происходят до 700 раз в год. Около двух процентов из них приносят беды, связанные с гибелью в среднем 120 человек, поражаемой площадью примерно 2,5 квадратных километров в каждом случае и материальным ущербом порядка 70 миллионов долларов. В то же время только в нефтепереработке, по нашей оценке, ежегодно случается около 1500 аварий, четыре процента которых сопровождаются утратой человеческих жизней (100–150 человек) и материальным ущербом до 100 миллионов долларов.
Все это вызывает естественные вопросы. Почему же, несмотря на усилия по повышению надежности техники, аварии происходят? Почему растет масштаб их последствий?
Современные сложные производства и машины проектируются так, чтобы их надежность была максимально высокой с позиций существующего понимания характера опасностей, технических и экономических возможностей их предотвращения. Как правило, проектные решения и регламенты эксплуатации совместно могли бы гарантированно обеспечить безопасную работу объекта, если бы не дефекты при изготовлении оборудования, конечные величины надежности каждого отдельного агрегата и прибора, если бы не отклонения от предначертанных режимов эксплуатации, возникающие, например, из-за смены сырья, проведения опытных операций или человеческих ошибок. Понимая неизбежность подобных дефектов, конструкторы и проектировщики создают различные системы, предупреждающие возможность аварии при отклонениях от нормальных режимов эксплуатации. Но надежность и эффективность самих защитных устройств также являются конечными, подвластными техническим сбоям и ошибкам в их использовании. Поэтому ставятся вторые, а иногда и третьи, и четвертые дублирующие, резервирующие системы, но все они, усложняя и удорожая машину или процесс, лишь понижают риск возникновения аварии, уменьшают вероятность катастрофических последствий отказов оборудования или ошибок персонала, иногда до очень маленьких величин, но все-таки эта вероятность никогда не равна нулю. Нулевой риск возможен лишь в системах, лишенных запасенной энергии, химически или биологически активных компонентов.
Многие современные потенциально опасные производства спроектированы так, что вероятность крупной аварии на них оценивается величиной порядка 10–4. Это означает, что из-за неблагоприятного стечения обстоятельств с учетом реальной надежности механизмов, приборов, материалов и человека возможно одно разрушение объекта за десять тысяч объекто-лет, Если объект единствен, то с очень высокой вероятностью за это время он не представит опасности. Если таких объектов тысяча, то каждое десятилетие можно ждать разрушения одного из них. И, наконец, если число подобных объектов близко к десяти тысячам, то ежегодно один них статистически может быть источником аварии. В этом обстоятельстве кроется одна из причин обсуждаемых проблем. Спроектированный по техническим средствам и регламентным требованиям объект, достаточно надежный в условиях малого тиражирования, теряет статистически надежность при массовом воспроизводстве, хотя физического облика он при этом не меняет.
Изложенное, казалось бы, диктует две возможные стратегии поведения. Либо в момент создания придать технике избыточную надежность в расчете на будущее развитие, либо вносить необходимые изменения, повышающие ее в той же мере, в какой увеличивается масштаб использования. На практике ни одна из этих стратегий, как правило, в полной мере не реализуется. Создаваемая техника должна экономически завоевать право на существование, а затраты на избыточность надежности мешают этому, да и не всегда к данному моменту появляются нужные технические средства.
Ко второй стратегии прибегают, но с большим отставанием по темпам, ибо сложившаяся уже производственная инфраструктура достаточно инерционна и системой стандартов, устоявшимися технологическими операциями, сложившимися кооперативными связями, накопленным опытом, привычками препятствует изменениям проектов, правил обучения и эксплуатации как факторам, замедляющим темпы развития. Да и дополнительные затраты на повышение надежности создают понятные проблемы.
Иллюстрацией к этому может служить следующий пример. К 1975 году на атомных реакторах с кипящей водой в США было зафиксировано менее ста случаев образования трещин коррозионного происхождения в зоне термического влияния сварки на трубопроводах. Причем на наиболее ответственных трубах диаметром свыше 510 миллиметров – ни одного. В 1983 году число подобных дефектов увеличилось почти в 6 раз, около 200 из них обнаружено уже на трубопроводах большого диаметра. Эта потенциально чрезвычайно опасная ситуация потребовала постоянной ультразвуковой дефектоскопии, многочасовых ремонтных операций по наплавке, избыточного простоя реакторов и дополнительного облучения персонала во время контрольных и ремонтных операций. Для радикального изменения ситуации необходима массовая замена труб, что обойдется в огромные суммы. В Японии и ФРГ эта проблема изначально была решена путем применения бесшовных труб из качественных сталей, на которых такого рода дефекты ни разу не проявлялись.
