Катастрофы и безопасность. Диаграмма возникновения катастрофы

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Задача 1

Произошло землетрясение силой 10 баллов в населенном пункте при плотности застройки Р=35%, этажности зданий - 4.

Определить:

1.Степень разрушений зданий;

2. Во сколько раз уменьшится избыточное давление, если землетрясение будет силой 5 баллов;

3. Вероятность возникновения и высоту сплошных завалов, м

Решение

1. Степень разрушений определяем по табл. 3 методических указаний. Для заданных условий она будет - сильной.

2. Для ответа на второй вопрос определим избыточное давление при силе землетрясения в 5 и 10 баллов, воспользовавшись табл.3.

Оно составит:

Т.о., избыточное давление уменьшится в 5 раз.

3. При сильной степени разрушения вероятность возникновения сплошных завалов составляет 0,5-0,8. При этом высота завалов определяется по табл. 4 и составляет 2,2 м

Задача 2

Имеется прибор длиной , высотой , и массой с допустимым ускорением при ударе . Определить избыточное давление во фронте ударной воздушной волны, при котором он не получит инерциального разрушения (т.е. )

Решение

1. Определяем лобовую силу воздействие которой не должно приводить к выходу из строя прибора:

Определяем лобовое давление которое может выдержать прибор:

2.Определяем избыточное давление по табл.7, воспользовавшись методом интерполяции:

3.Т.к. , то определим максимальную высоту прибора при которой он не получит инерциальное разрушение, воспользовавшись соотношением:

Откуда:

Вопрос 1. Актуальность изучения предмета «Теория катастроф». Основные понятия

Жизнедеятельность человека неразрывно связана с окружающей его средой обитания. Они постоянно взаимодействуют друг с другом, образуя систему «человек - среда обитания».

Среда обитания -- окружающий человека внешний мир, т.е. существующая совокупность факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на существование и деятельность человека, его здоровье и потомство.

Действуя в этой системе, человек непрерывно решает как минимум две основные задачи. Прежде всего, он обеспечивает свои потребности в пище, воде и воздухе. Далее, он создает защиту от негативных воздействий со стороны среды обитания и со стороны себе подобных, используя ее по мере необходимости. Среда обитания неразрывно связана с биосферой. Под этим словом понимается область распространения жизни на Земле, включающая нижний слой атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы.

Среда обитания человека подвержена постоянным изменениям в результате развития земной цивилизации, особенно интенсивно протекавшего в XX столетии. Оно ознаменовалось потерей устойчивости в таких процессах, как рост населения Земли и его урбанизация. Это вызвало крупномасштабное развитие энергетики, промышленности, сельского хозяйства, транспорта, военного дела и обусловило значительный рост антропогенного воздействия на среду обитания. Кроме того, с середины XX в. человек стал обладать способностью инициировать крупномасштабные аварии и катастрофы и тем самым вызывать необратимые экологические изменения регионального и глобального масштаба, соизмеримые со стихийными бедствиями. В результате активной техногенной деятельности человека во многих регионах нашей планеты разрушена биосфера и создан новый тип среды обитания - техносфера.

Техносферой называют регион бывшей биосферы, преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям. Таковы регион города или промышленной зоны, производственная или бытовая среда.

Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, к росту коммуникабельности, к обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Однако созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, во многом не оправдала надежды людей. Новые техносферные условия обитания в городах и промышленных центрах, транспортные и бытовые условия жизнедеятельности оказались далеки по уровню безопасности от допустимых требований. Это предопределяет актуальность и важность профессионально грамотного применения конкретного комплекса предупредительных и защитных мер при внедрении достижений научно-технического прогресса в различные сферы экономики.

В данном аспекте особое значение имеет упреждающий анализ источников и причин возникновения тех или иных опасностей, связанных с планированием и проведением производственной, хозяйственной и иных видов деятельности. Человечество призвано научиться прогнозировать негативные воздействия и обеспечивать безопасность принимаемых решений еще на стадии их разработки. Для защиты от действующих негативных факторов ему необходимо создавать и активно использовать защитные средства и мероприятия, всемерно ограничивая зоны действия и уровни негативных факторов. Реализация этих задач обусловила необходимость разработки специальной области научных знаний -- «теории катастроф». Данная дисциплина изучает опасности производственной, бытовой и городской среды. Это относится как к повседневной жизни, так и к условиям ЧС техногенного и природного происхождения.

Проблема катастроф, их прогнозирование и ликвидация последствий, обеспечение жизнедеятельности людей, представляет серьезную проблему современности и привлекает для ее решения другие науки. Сегодня выработана определенная система собственных понятий, теоретических положений, аксиом и методов исследования.

Научная и учебная дисциплина «теории катастроф» выработала ряд основных положений. С момента своего появления на Земле человек живет и действует в условиях постоянно изменяющихся потенциальных опасностей. Эти опасности причиняют вред здоровью человека. Они угрожают не только каждому конкретному человеку, но и обществу и государству в целом.

Профилактика опасных ситуаций и защита от них представляет собой актуальные гуманитарную и социально-экономическую проблемы, в решении которых должно быть заинтересовано прежде всего государство. Поэтому обеспечение безопасности является приоритетной задачей личности, общества и государства. Однако абсолютная безопасность недостижима. Всегда существует некоторый остаточный риск. Поэтому под безопасностью понимается такой уровень опасности, с которым на данном этапе научного и экономического развития общества можно смириться. Для выработки идеологии безопасности, формирования безопасного мышления и поведения и разработана научная и учебная дисциплина «теория катастроф». Основные цели и задачи дисциплины -- защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности. Средством достижения этой цели является реализация обществом знаний и умений, направленных на уменьшение в техносфере физических, химических, биологических и иных негативных воздействий до допустимых значений. К числу основных задач обеспечения безопасности относятся идентификация (распознавание и количественная оценка) негативных воздействий среды обитания, защита от опасностей или предупреждение воздействия тех или иных негативных факторов на человека; ликвидация отрицательных последствий воздействия опасных и вредных факторов. Наконец, одна из наиболее общих задач состоит в создании нормального, т. е. комфортного, состояния среды обитания человека.

Основные цели дисциплины непосредственно вытекают из ранее сказанного. Сюда относятся формирование мировоззрения и воспитание у студентов социальной ответственности за последствия своей будущей профессиональной деятельности, а также освоение студентами теоретических, организационно-правовых и методических основ обеспечения безопасности. Важными целями являются приобретение знаний по идентификации опасностей в различных условиях жизни и деятельности человека и выработка практических навыков в принятии решений по защите населения и материальных ценностей от воздействия негативных факторов среды обитания и ликвидации их последствий. Наконец, обучение в рамках дисциплины призвано развивать потребность в расширении и постоянном углублении знаний по проблемам обеспечения безопасности в современных условиях реформирования экономики России.

Литература

1.Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций/С.А. Буланенков, С.И. Воронов, П.П. Губченко и др.; Под общ. ред. М.И. Фалеева. - Калуга: ГУП «Облиздат», 2001.-480 с.

2.Безопасность жизнедеятельности: Учебник / Под ред. проф. Э. А. Арустамова. -- 10-е изд., перераб. и доп. -- М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2006. -- 476 с.

3. Катастрофы и безопасность/ В.А.Акимов, В.А. Владимиров, В.И. Измалков; МЧС России. -- М.: Деловой экспресс, 2006. -- 392 с. ISBN 5-89644-091-Х.

Вопрос 11. Катастрофы с выбросом радиоактивных веществ

Проблемы обеспечения радиационной безопасности сегодня весьма актуальны, что связано с широким использованием атомной энергетики, а также применением радиоактивных источников в различных отраслях промышленности, медицине, сельском хозяйстве и т.п.

Прежде всего, эти проблемы тесно связаны с использованием атомной энергетики.

По данным МАГАТЭ в мире на атомных электростанциях (АЭС) эксплуатируется более 430 энергоблоков общей мощностью около 34440 Гвт, которые вырабатывают почти 17% общемирового производства электроэнергии. Доля электроэнергии, получаемой на АЭС Франции, например, составляет 80%, США - около 20%.

В России сегодня действуют 30 энергоблоков на 9 АЭС, которые по общей мощности производства электроэнергии на АЭС составляют 12% от мировых, а по производству электроэнергии в стране в целом - больше 14%. Это позволяет обеспечить электроэнергией, вместе с другими типами действующих электростанций, всю жизнедеятельность страны.

Характеризуя состояние эксплуатации действующих российских АЭС, следует отметить, что функционирование их осуществляется в целом в соответствии с правилами и нормами безопасности. Используя накопленный опыт работы АЭС, а также анализ причин и последствий, имевших место аварий на них, разработаны и реализуются мероприятия по повышению надежности и безопасности их эксплуатации с учетом состояния и особенностей каждого конкретного энергоблока. Средняя продолжительность срока эксплуатации ядерного реактора составляет 40 лет.

Следует отметить, что основную радиационную опасность на АЭС, да и на любой ядерной энергетической установке, представляет утечка в тех или иных количествах радиоактивных веществ из реактора в окружающую среду, но она возможна только в том случае, если будут разрушены все барьеры, препятствующие выходу радиоактивных веществ, которых на энергоблоке несколько. Во-первых, ядерное топливо помещается в цирколоевую (цирколой - сплав циркония и алюминия) или стальную оболочку, внутри которой скапливаются радиоактивные продукты его деления. Во-вторых, активная зона реактора располагается внутри корпуса реактора, составляющего часть герметичного первого контура. Наконец, весь первый контур размещен внутри защитной оболочки, специально сконструированной таким образом, чтобы минимизировать утечку радиоактивности в окружающую среду. Правда, канальные уран-графитовые реакторы типа РБМК, до сих пор производящие значительную часть электроэнергии в Российской Федерации, этой оболочки не имеют.

Вместе с тем, случаи разрушения этих защитных барьеров на практике имеют место, в том числе при разрушениях реакторов (авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году, Японии в 2011 году и др.). При этом, накопленные при работе реактора радиоактивные продукты деления ядерного топлива попадают в окружающую среду, обуславливая радиоактивное загрязнение в ряде случаев значительных территорий, неблагоприятное воздействие на здоровье людей, нанесение экономического ущерба.

Так, например, авария на АЭС «Три-Майл-Айленд» в Мидлтауне, штат Пенсильвания (США), которая произошла 28 марта 1979 г. по причине ошибок персонала станции и конструктивных недоработок ее оборудования, привела к утечке радиации в атмосферу, что потребовало временной эвакуации значительного количества населения из городов, расположенных поблизости от АЭС.

Самой большой катастрофой современности явилась авария на Чернобыльской АЭС в Украине, произошедшая 26 апреля 1986 г., в ходе которой произошел взрыв реактора РБМК-1000 с разрушением его активной зоны и интенсивным выбросом в окружающую среду радиоактивных веществ в течение 10 суток.

В результате аварии погибли 31 человек, из них 28 человек скончались от острой лучевой болезни.

Выброшенные из разрушенной активной зоны реактора в атмосферу радиоактивные продукты деления ядерного топлива разнеслись воздушными потоками на сотни и тысячи километров, привели к радиоактивному загрязнению огромных территорий, оказали негативное воздействие на окружающую среду и здоровье многих миллионов человек населения, проживающих в последствии на загрязненных территориях. В наибольшей степени радиоактивному загрязнению подверглись территории России, Белоруссии и Украины, в значительно меньшей степени территории стран Балтии и других европейских государств.

В России общая площадь радиоактивно загрязненных территорий с плотностью загрязнения только выше 1 Ки/км по цезию-137 достигала почти 60 тыс. км². На этих территориях оказались 7608 населенных пунктов, где проживало около 3 млн. человек. Вообще же радиоактивному загрязнению подверглись территории в 16 областях и 3-х республиках Российской Федерации, на которых проживало около 30 млн. человек. До конца 1986 года из 188 населенных пунктов было эвакуировано более 116 тыс. человек. Общая численность населения, получившего дозу облучения свыше 0,510^-2 Зв, составила 272,8 тыс. человек. Для ликвидации последствий аварии потребовалось привлечь значительные силы и средства. Так, к концу августа 1986 г. в состав группировки войск, основу которой составляли химические и инженерные войска Минобороны СССР, а также войска гражданской обороны и другие воинские формирования, входило более 110 соединений, воинских частей и учреждений численностью свыше 40 тыс. человек и 10 тыс. единиц техники. На локализацию и ликвидацию последствий этой катастрофы только в 1986-1991 годы было израсходовано более 30 млрд. долларов. Ликвидация последствий аварии на Чернобыльской АЭС продолжается и в настоящее время. Остаются многие вопросы в области охраны здоровья населения, социальной защиты и социальной реабилитации населения, реабилитации загрязненных территорий, экономической реабилитации пострадавших регионов, а также реабилитации многих тысяч участников ликвидации последствий этой аварии.

Заслуживают внимания вопросы обеспечения безопасности промышленных и исследовательских ядерных установок. Характерной особенностью этих установок является их размещение, как правило, непосредственно в жилых и производственных зонах крупных промышленных центров (Москва, Санкт-Петербург, Димитровград и др.). В частности в Москве и Московской области эксплуатируется более 50-ти ядерных исследовательских установок различного назначения.

Следует отметить, что оборудование и технологические системы большинства исследовательских ядерных установок морально и физически изношены, нормативно-технические документы обеспечения безопасности использования этих установок либо устарели, либо отсутствуют. Кроме того, продолжается уход из состава эксплуатационного персонала специалистов высокой квалификации, не обеспечивается достаточное финансирование для реконструкции установок.

Практически на исследовательских ядерных установках исключаются крупномасштабные радиационные аварии глобального или регионального характера, однако, они представляют серьезную опасность для персонала и населения, проживающего на прилегающих к ним территориях.

В России также действуют 12 предприятий ядерно-топливного цикла, в том числе 3 - с радиохимическими производствами. Учитывая, что радиационные аварии на предприятиях этой группы уже имели место, и некоторые из них оказались крупномасштабными, их следует относить к особо опасным производствам. Это обусловлено наличием большого количества специфических факторов, определяющих потенциальную опасность радиохимических предприятий. К ним можно отнести: неконтролируемое накопление делящихся веществ в отдельных фазах производства; образование в ходе технологических процессов взры-вопожароопасных газовых смесей; большое количество самовоспламеняющихся материалов, наличие химических процессов, протекающих с высоким экзотермическим эффектом и другие.

Всего на радиохимических производствах в течение 45 лет произошло более 20 серьезных аварий. Большая их часть явились следствием неконтролируемых физико-химических процессов, меньшая -результатом развития самопроизвольной цепной ядерной реакции.

Так, одна из крупных радиационных аварий произошла 27 сентября 1957 г. на производственном объединении «Маяк» на Южном Урале в Челябинской области, где в одной из емкостей хранилища радиотехнического завода произошел химический взрыв высокоактивных жидких отходов. В емкости содержались около 740 ПБк (20 МКи) суммарной активности, из них 10% отходов силой взрыва были подняты на высоту 1,8 км, подхвачены ветром при скорости около 5 м/сек и рассеяны на площади 23 тыс. км². Основной причиной взрыва емкости с отходами явилось ее недостаточное охлаждение, что привело к сильному нагреву.

По оценкам экспертов в сферу взрыва было втянуто 20 МКи активности радионуклидов, находившихся в емкости, из них 18 МКи осело на территории объекта, а 2 МКи рассеялось на территории Челябинской и Свердловской областей. Территория, которой был присвоен статус радиоактивно загрязненной (при принятой максимальной плотности загрязнения 2 Ки/км² по стронцию-90) и на которой потребовалось введение мер радиационной защиты, составила, к счастью, достаточно узкую полосу шириной до 10 км и протяженностью около 105 км.

На территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению в границах минимальной начальной плотности загрязнения (0,1 Ки/км² по стронцию-90), насчитывалось 217 населенных пунктов с населением около 270 тыс. человек, включая г. Каменск-Уральский. С этой территории к ноябрю 1959 г. было отселено около 13 тыс. человек.

Во избежание повышенного облучения была организована санитар-но-защитная зона со специальным режимом и охраной. Общая площадь этой зоны, ограниченной плотностью загрязнения 74-150 кБк/м² по стронцию-90, составила примерно 1000 км . Из хозяйственного использования было выведено около 50 тыс. га угодий в Челябинской области и 47 тыс. га в Свердловской области.

В последнее время обострилась проблема радиационной опасности на флотах - с кораблями, в том числе с подводными лодками, судами с ядерными энергетическими установками и плавающими средствами их обслуживающими.

В составе сил Военно-Морского флота и плавающих средств Минтранса России находится более 250 кораблей и судов с ядерными энергетическими установками.

Почти 150 атомных подводных лодок выведено из эксплуатации в соответствии с Договорами по сокращению стратегического наступательного вооружения (СНВ-1 и СНВ-2) и их число продолжает расти, причем около 120 из них (а это более 200 ядерных реакторов) находятся с невыгруженным отработавшим ядерным топливом общей активностью в несколько десятков миллионов Кюри.

На этих подводных лодках сроки службы активных зон, как правило, превышены, аппаратный контроль их состояния не ведется, не предусмотрен периодический радиохимический анализ теплоносителя первого контура, состояние активных зон отдельных лодок даже на момент их вывода из эксплуатации характеризовалось как недопустимое.

С точки зрения ядерной и радиационной опасности особую тревогу вызывают снимаемые части активных зон реакторов с жидким металлическим теплоносителем, которые не подлежат отправке на переработку. На флоте имеется ряд подводных лодок с аварийными реакторами.

На Северном флоте десятки атомных подводных лодок выведены из эксплуатации, многие из которых стоят у причалов с неразгруженными реакторами.

К 2004 году объем твердых радиоактивных отходов достиг 42 тыс. м³ (в 2001 году имелось около 25 тыс. м³), а к 2010 году - составит 59 тыс. м³

Принятая Правительством Российской Федерации в 1992 году программа утилизации атомных подводных лодок, предусматривающая в частности, строительство подземных укрытий для их реакторов, осуществляется с отставанием от установленных сроков.

Практически аналогичное положение дел и на судах гражданского атомного флота. Здесь проблема возникнет в связи с утилизацией энергоблоков ледоколов «Арктика», «Ленин», «Сибирь» и плавбазы «Лепсе».

Такое положение вызвано следующими основными проблемами, снижающими ядерную, радиационную и экологическую безопасность населения и окружающей среды:

переполнение хранилищ с отработанным ядерным топливом;

неудовлетворительное состояние выслуживших свой срок плавучих технологических баз перезарядки ядерных реакторов;

устаревшие технические средства обеспечения радиационной безопасности.

Тупиковой проблемой отходов ядерных технологий является накопление отработавшего ядерного топлива, так как не обеспечено его хранение и переработка в необходимом объеме. Всего его накоплено уже более 10 тыс. тонн с суммарной активностью свыше 4 млрд. Ки. Объемы этого вида отходов растут быстрее, чем мощности по их переработке и утилизации. Эксплуатирующиеся в настоящее время хранилища радиоактивных отходов не отвечают современным требованиям ядерной и экологической безопасности.

В результате на атомных электростанциях в хранилищах отработавшего ядерного топлива находится в среднем в 1,5-2 раза больше, чем в активных зонах, а на Белоярской, Билибинской, Ленинградской и Курской АЭС - в 3-4 раза больше, причем общая активность отработавшего топлива в 6-8 раз выше, чем в активных зонах.

Отработавшее ядерное топливо перерабатывают с целью извлечения содержащихся в нем полезных веществ, в том числе урана-235 и плутония-239, 240, а также с целью уменьшить объем отходов и сделать их менее опасными. Тем самым упрощается проблема захоронения отходов и снижается потребность в природном уране. Чтобы повторно использовать уран и плутоний, их очищают от других продуктов деления, разделяют уран и плутоний, подвергают уран повторному обогащению и изготавливают новые тепловыделяющие элементы - ТВЭЛы для ядерных реакторов.

В настоящее время разработано более 30 технологических методов переработки отработанного ядерного топлива. Главная техническая задача состоит в создании перерабатывающего предприятия, отвечающего требованиям ядерной безопасности и обеспечения гарантий нераспространения активности. Такое предприятие, безусловно, должно быть обеспечено средствами дистанционного управления и технического обслуживания. Предприятия подобного типа с невысокой мощностью переработки давно существуют и накопили сорокалетний опыт работы, обеспечивая переработку ядерного топлива с соблюдением требований безопасности и без ущерба для окружающей среды.

Сложное положение сложилось с отработавшим ядерным топливом на атомном флоте. Особенно это относится к судам гражданского флота, которые стоят у причалов порта, и служат своеобразным хранилищем топлива.

Другой составляющей проблемы последствий применения ядерных технологий является состояние с накоплением и хранением радиоактивных отходов, которые образуются при добыче, обогащении урановой руды и производстве ТВЭЛов, эксплуатации АЭС, регенерации отработанного ядерного топлива и использовании радиоактивных отходов. Количество накопленных радиоактивных отходов вызывает тревогу. Общий их объем составляет более 500 млн. м³, не считая низкоактивных отвальных пород на добывающих предприятиях - их объем около 100 млн. м³, с суммарной активностью свыше 2,0 млрд. Ки. Наибольшую опасность и в этом отношении представляют предприятия ядерно-топливного цикла с радиотехническим производством. В частности, только на производственном объединении «Маяк» накоплено и хранится радиоактивных отходов с суммарной активностью около 550 млн. Ки.

Увеличение объемов хранения отработавшего топлива и радиоактивных отходов ядерного производства создает серьезную угрозу возникновения крупномасштабных радиационных аварий.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 23 октября 1995 г. № 1030 утверждена федеральная целевая программа «Обращение с радиоактивными отходами и отработавшими ядерными материалами, их утилизация и захоронение на 1996-2005 годы», но выполнение этой программы возможно продлится еще на несколько лет. В настоящее время на радиотехническом производстве «Атомфлот» строится новая установка, которая должна будет перерабатывать жидкие радиоактивные отходы как атомных ледоколов, так и кораблей Северного флота. Проблема создания новых установок усложняется не только недостаточным финансированием, но и ведомственной разобщенностью соответственных предприятий.

Одним из узких мест в технологической цепочке ядерного производства является транспортировка ядерных материалов и радиоактивных веществ. Когда топливо отправляется с ядерного объекта, оно попадает в сферы деятельности целого ряда организаций, которые могут быть мало компетентны в вопросах ядерной технологии. Это представляет дополнительные и повышенные требования к взаимоотношениям между участниками транспортного процесса, выбору продуманных и безопасных маршрутов движения, подготовке к надлежащему содержанию специальных транспортных средств.

Недостаточная подготовленность транспортного персонала и интенсификация перевозок радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива делают вероятным событие с радиоактивным загрязнением районов, прилегающих к транспортным коммуникациям. Учитывая, что эти коммуникации зачастую проходят по густонаселенным городским застройкам, обеспечение безопасности на транспорте должно занимать одно из главнейших мест в деятельности всех организаций, ответственных за транспортировку ядерных грузов, обеспечение готовности сил реагирования и ликвидации последствий возможных радиационных аварий.

В условиях политической и экономической нестабильности в нашем обществе весьма вероятной становится угроза радиационного терроризма с целью овладения ядерными материалами, отходами ядерного производства и изотопной продукции. Росатомнадзором при проведении проверок ядерно и радиационно опасных объектов выявлено неудовлетворительное состояние их физической защиты. Эта защита недостаточно эффективна с точки зрения предупреждения и исключения условий для совершения актов технологического и технического терроризма на таких объектах.

Анализируя состояние объектов атомной энергетики, транспорта и атомного производства, проблемы утилизации ядерного топлива и радиоактивных отходов можно сделать вывод, что для обеспечения безопасности в этой области потребуется много средств и времени. В ближайшие годы эти вопросы решить не представляется возможным.

Больше того, учитывая тенденцию увеличения потребления электроэнергии, производимой АЭС, следует ожидать общего увеличения их количества на земном шаре в наступившем столетии. Строительство АЭС на территории многих государств, в том числе и там, где по разным причинам трудно ожидать высокого уровня безопасности их эксплуатации, черная тень Чернобыля будет окутывать Землю многие годы.

Литература

1. XXI век - вызовы и угрозы. /под общ. ред. д.т.н. Владимирова В.А.; ЦСИ ГЗ МЧС России. - М.: Иноктаво, 2005. - 304 с.

2. Шойгу С.К. и др. Катастрофы и государство, - М. Энергоатомиздат, 1997.

Вопрос 21. Катастрофы военно-политического характера

Особую группу негативных воздействий представляют социальные опасности, получившие широкое распространение в обществе и угрожающие жизни и здоровью людей. Существование этих опасностей связано с состоянием демографических процессов и поведенческими особенностями людей отдельных социальных групп. Социальные опасности весьма многочисленны. Из их общего количества можно выделить военно-политические опасности, к которым относят войны и военные конфликты, терроризм, криминал.

Сегодня человечество имеет возможность уничтожить не только себя, но и все живое на Земле. При этом речь идет не только о разрушительных видах современных средств поражения (ССП), но и о террористических актах, чрезвычайных ситуациях (ЧС) природного и техногенного характера.

Только с 2000 по 2011г. в мире произошло свыше 45 войн и вооруженных конфликтов, в ходе которых погибли сотни тысяч человек, миллионы получили ранения, разрушены экономика и инфраструктура целого ряда стран. Наиболее известными в последнее время войнами и вооруженными конфликтами стали: Интифада Аль-Аксы (2000г. - наст.время), война в Авганистане (2001г. - наст.время), Иракская война (2003-2010 гг), война в Южном Таиланде (2004 г. - наст.время), Сомалийская война (2006 г. - наст.время) и др.

Сегодня в мире насчитывается около 230 различных террористических организаций, от деятельности которых гибнут люди, разрушаются объекты экономики и инфраструктура городов. Наиболее известным терактом являются события 11 сентября 2001 года в США, совершенным организацией «Аль-Каида». В результате этой трагедии погибло почти 3000 чел. К слову говоря, в России, например, только в период с 1999 по 2010г. произошло 19 терактов, в которых погибло около 600 чел. и около 2000 было ранено.

В мирной Норвегии 22 июля 2011 г. в результате теракта, совершенного всего лишь одним человеком, в правительственном квартале Осло и на острове Утойе погибло 93 чел., еще около 90 получили ранения. Преступником были использованы разрывные пули «дум-дум», которые наносят особенно тяжелые ранения.

Наиболее катастрофические последствия для цивилизации в настоящее время представляет возможность применения при этом химического, биологического и других видов оружия массового поражения.

В XXI в. в одну из постоянных и масштабных угроз безопасности жизнедеятельности человечества превратился терроризм. Терроризм (от латинского слова terror -- страх, ужас) -- метод, посредством которого организованная группа или отдельное лицо стремится достичь своих целей преимущественно через насилие. Террор как специфическое явление общественно-политической жизни имеет свою длинную историю.

Наибольшее развитие терроризм получил с 60-х гг. XX в., когда целые регионы мира были покрыты зонами и очагами активности различных по своей ориентации террористических организаций и групп. В конце XX в. он стал явлением мирового масштаба, что объясняется расширением и глобализацией международных связей и взаимодействия в различных областях. Возрастает многообразие террористической деятельности, которая все больше увязывается с национальными, религиозными, этническими конфликтами и сепаратистскими движениями.

Современный международный терроризм политически мотивирован и носит трансграничный характер. Он представляет собой одну из крупнейших угроз международной и национальной безопасности государств. Серьезным моментом в развитии терроризма в современных условиях является значительное увеличение его субъектов. Наряду с количественным ростом террористических организаций появляются качественно новые структуры, масштабы и деятельность которых за последние годы возросла.

Среди современных особенностей терроризма большого внимания заслуживает качественное усиление его разрушительного потенциала. Выражается это не только в значительном увеличении числа непосредственных жертв террористических акций, но и масштабах материального ущерба, нарастании чувства страха и неуверенности у широких слоев населения, в резком возрастании уровня вооруженности терроризма, связанного с научно-техническим прогрессом, достижениями в разработке средств уничтожения (ядерных, химических, биологических).

Террористическая деятельность в современных условиях характеризуется широким размахом, отсутствием ярко выраженных границ, наличием связи и взаимодействием с международными террористическими центрами и организациями. Ему присуща жесткая организационная структура, включающая руководящее и оперативное звенья, подразделения разведки, контрразведки, материально-технического обеспечения, боевые группы и прикрытия. Террористические организации отличаются продуманной конспирацией и тщательным отбором кадров, наличием агентуры в правоохранительных и государственных органах. Они технически оснащены не хуже, а подчас и лучше правоохранительных органов и правительственных войск, имеют разветвленную сеть конспиративных укрытий, учебных баз и полигонов.

Озабоченность мирового сообщества ростом террористической активности обусловлена многочисленностью жертв террористов и огромным материальным ущербом, наносимым террористами. Получая в свои руки современные средства ведения информационной войны, международный терроризм навязывает народам свои идеи и свои оценки ситуации, широко и небезуспешно решает мобилизационные задачи по привлечению в свои ряды молодежи, не говоря уже о профессиональных наемниках. Сегодня терроризм -- это не только и не столько диверсанты-одиночки, угонщики самолетов и убийцы-камикадзе. В наше время это мощные структуры с соответствующим их масштабам оснащением. Террористические группировки активно используют в своих интересах современные достижения науки и техники, имеют широкий доступ к информации и современным технологиям.

Иными словами, терроризм оказался непосредственно связанным с проблемой выживания человечества и обеспечения безопасности государства. Как социально-правовое явление он может быть классифицирован по целому ряду оснований. В их числе объем (масштаб) действия, цели и направленность, мотивы, состоявшиеся или ожидаемые последствия (применительно к жертвам -- массовые, групповые, одиночные), материальный ущерб (катастрофогенный, особо крупный, крупный), материально-психологический вред (паника, запуганность населения, недоверие к власти), численность и организованность участников.

Возможна классификация по используемым орудиям и способам. Здесь имеют значение такие факторы, как применение оружия массового уничтожения (ОМУ), оружия группового поражения, обычного автоматического стрелкового оружия, оружия ближнего боя, спецсредств и т. д. Характеристику способов осуществления терактов можно дополнить классификацией используемых средств: взрывчатка, огнестрельное или холодное оружие, новые виды биологических вирусов, а также информация и носители информации (вирусы ПК, программные продукты, программы).

Борьба с терроризмом, как показывает международный и отечественный опыт, может быть эффективной. Для этого необходимо соблюдать ряд принципов. Важно упреждать террористические акты за счет правильно поставленной оперативной деятельности, планирования и подготовки к срыву намеченных террористических действий. Делая уступки, следует придерживаться принципа их максимальной минимизации; особенно это касается возможных жертв и ущерба в ходе антитеррористической операции.

В настоящее время борьбу против терроризма в зависимости от его конкретных форм и исторических особенностей важно вести комплексно, по нескольким основным направлениям. Крайне необходимо всячески совершенствовать деятельность специальных структур, на которые возложена прямая обязанность борьбы против терроризма в современных уеловиях. Нуждается в резком улучшении постановка разведывательных мероприятий, которые способны предвосхитить, т. е. предупредить террористический акт. Немалое место по-прежнему принадлежит проведению войсковых операций. В случае необходимости следует использовать переговорный процесс, направленный на прекращение террористической деятельности, на постепенное решение острых социальных проблем и установление прочного мира в стране или регионе. Большое значение имеет координация усилий стран мира для борьбы и противодействия этому злу.

Литература

1. Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций/С.А. Буланенков, С.И. Воронов, П.П. Губченко и др.; Под общ. ред. М.И. Фалеева. - Калуга: ГУП «Облиздат», 2001.-480 с.

2. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / Под ред. проф. Э.А. Арустамова. -- 10-е изд., перераб. и доп. -- М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2006. -- 476 с.

Вопрос 31. Диаграмма возникновения катастрофы

катастрофа радиоактивный терроризм оружие безопасность

До появления, развития и осмысления возможных путей применения теории катастроф аварии и катастрофы рассматривались в рамках классической теории вероятностей.

Интуитивно считалось, что катастрофа возникает в результате практически невероятного сочетания большого числа неблагоприятных обстоятельств и что безопасность можно обеспечить даже в случае предельно опасных технологий, если будут созданы адекватные организационные структуры и должным образом подготовлен персонал. Такого рода взгляды базируются на теории вероятности.

В рамках классической теории легко объясняется малая вероятность возникновения крупной аварии и катастрофы, которые сопровождаются большим ущербом. Чтобы в этом убедиться, достаточно обратиться к анализу хорошо известного графика, приведенного на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость вероятности возникновения ущерба при авариях и катастрофах от его величины

На основе этих представлений разработаны многие нормативные документы, которыми руководствуются при создании проектов техногенно опасных объектов. В этих проектах предусматривается возможность возникновения проектных аварий, к которым нужно быть готовым всегда. Небольшую долю возможных аварий относят к запроектным, и только ничтожный процент - к гипотетическим авариям, которые, скорее всего, не произойдут. О таких авариях говорят, что если они и могут случаться, то не чаще одного раза в тысячу или в сто тысяч лет.

К такой гипотетической аварии относилась, например, авария, произошедшая на Чернобыльской АЭС. Вероятность ее возникновения считалась равной десять в минус седьмой степени. Такими авариями обычно пренебрегают, считая их практически невозможными. Однако чернобыльская авария произошла. В жизни произошло то, что было почти невероятным.

С целью выхода из такого положения, предпринимаются попытки разработки специальных методов оценки частоты редких событий (имеются в виду аварии с тяжелыми последствиями) по статистике за предшествующие годы. Статистический метод, обычно используемый для оценки повторяемости чрезвычайных ситуаций того или иного вида, основан на анализе данных за определенный (как можно больший) промежуток времени. Существенный недостаток здесь состоит в том, что крупные аварии и катастрофы находятся «на хвосте» распределения чрезвычайных ситуаций по размеру ущерба. Их частота чрезвычайно мала. Следовательно, существует очень большая статистическая неопределенность прогноза. Относительные погрешности вероятности событий, относящихся к «хвостам» распределений, могут составлять сотни процентов.

Предложенный в работе В.А. Акимова и др. методический аппарат для снижения статистической неопределенности катастроф, основанный на учете тенденций изменения числа катастроф и распределения их по ущербу, нельзя признать выходом из положения. Все равно здесь сохраняется базовый подход к оценке возможности возникновения катастроф, который основывается на классической теории.

Не является выходом из положения и использование метода экспертных оценок, а также учет возможных вариантов одновременного возникновения нескольких причин выхода из строя жизненно важных элементов потенциально опасного объекта.

Лишь теория катастроф, учитывающая, что в сложной системе с многочисленными связями элементов включается новый фактор - нелинейная динамика системы (система приобретает синергетический характер), способна объяснить возможность антиинтуитивного поведения системы. Эта теория способна дать объяснение тому, что источники катастроф лежат не только в ошибках операторов или ненадежности отдельных элементов, а в основе самих сложных технологий, включающих множество взаимосвязанных элементов. Возможность возникновения катастроф - это не свойство отдельных частей системы, а свойство целого. Такая система способна порождать очень сложные зависимости конечного состояния от начального ее состояния.

Катастрофа может произойти из-за малого отклонения или мелкой поломки, когда возникают начальные условия, которые никаким образом не были предусмотрены.

Современная теория катастроф возникла на основе теории особенностей гладких отображений, сформулированной в 1955г. американским математиком Хасслером Уитни, и теории бифуркации динамических систем, заложенной еще в 1879 г. В диссертации Анри Пуанкаре (французского математика, физика и философа, иностранного члена Петербургской академии наук) и развитой А.А. Александровым, российским физиком, академиком АН СССР, основателем научной школы по теории нелинейных колебаний и ее приложениям.

Следует заметить, что параллельно с теорией катастроф возникла и развивалась более широкая по охвату происходящих в нелинейных динамических системах процессов - синергетическая теория, которая по праву сейчас называется наукой.

Не вдаваясь в подробности и математические аспекты теории катастроф, коснемся первой части ее фундаментальных основ - теории особенностей, которая является важным обобщением исследований функций на экстремум. В теории Уитни функции заменены отображениями поверхности на плоскость, выражающимися наборами нескольких функций нескольких переменных. Предметом его исследований являлись гладкие отображения, представляющие гладкие функции, т.е. функции, дифференцируемые достаточное число раз, например, многочлены.

Заметим, что большинство окружающих нас тел являются ограниченно гладкими поверхностями. Видимые контуры этих тел - есть проекции ограничивающих тела поверхностей на плоскость.

Уитни отметил некоторые особенности отображений гладких функций на плоскость, теория которых оказалась весьма плодотворной. При проектировании гладкой функции на фазовую плоскость, на ней получается след неправильной формы в виде геометрического узора, соответствующего «диаграмме» катастроф. Эти геометрические узоры в теории особенностей имеют названия: «складка» (при одной фазовой координате и одном управляемом параметре); «сборка» (при одной фазовой координате и двух управляющих параметрах); «ласточкин хвост» (при трех управляющих параметрах) и другие. Первые две особенности, исходя из их геометрической интерпретации, названы «складкой Уитни» и «сборкой Уитни» соответственно.

Не касаясь теории Уитни, ее экспериментальной проверки и других аспектов теории особенностей, следует отметить, что в настоящее время она переживает бурное развитие, в ней перекрещиваются пути, связывающие дифференциальную геометрию и топологию, теорию групп, коммутативную алгебру, теорию комплексных пространств, другие математические теории с теорией устойчивости динамических систем, с теорией бифуркаций положения равновесия.

Из всего многообразия возможных направлений применения теории особенностей для примера отметим следующие.

Пусть изучаемый процесс функционирования системы описывается при помощи некоторого числа управляющих и внутренних параметров. Состояния равновесия процесса образуют поверхность того или иного числа измерений в фазовом пространстве. Проекция поверхности равновесий на плоскость управляющих параметров может иметь особенности, которые в теории катастроф, как указывалось выше, называются «складкой Уитни» (особенность первого вида) и «сборкой Уитни» (вторая особенность). В таком случае с помощью теории особенностей представляется возможным предсказать геометрию катастроф, т.е. перескоков системы из одного состояния равновесия в другое при изменении управляющих параметров.

Рассмотрим вторую составляющую той научной базы, на основе которой сформировалась и развивается теория катастроф -- теорию бифуркации. Слово «бифуркация» означает раздвоение и в научной литературе употребляется для обозначения всевозможных качественных перестроек или метаморфоз в развитии процессов при изменении параметров, от которых они зависят, когда происходит нарушение единственного состояния равновесия и ветвление эволюционных путей. Не лишним будет заметить, что понятие «бифуркация» является одним из стержневых понятий, используемых в синергетике.

По мнению Н.Н. Моисеева, в случае классических динамических систем бифуркация -- это такое состояние системы, когда, потеряв устойчивость, она полностью теряет память и ее последующая эволюция оказывается принципиально непредсказуемой, поскольку определяется только теми случайными факторами, которые действуют на систему в момент бифуркации.

Конечно, здесь идет речь не в полном смысле о состоянии системы. По сути, качественная перестройка в развитии системы -- это быстротечный катастрофический процесс перехода системы в новый канал эволюционного развития. Необходимо заметить, что переходу системы через катастрофическое состояние предшествует постепенное обострение ситуации. В процессе бифуркации возникает качественно новое состояние системы.

Механизм бифуркации относится к одному из важнейших механизмов самоорганизации сложных систем. Бифуркационный процесс имеет универсальный характер. Механизм бифуркации является источником возникновения и развития различных форм организации материи.

Если система имеет сложную структуру, то ее постбифуркационное развитие является далеко не однозначным. Одна часть системы после точки бифуркации может развиваться по одному пути, другая -- вдоль другого пути. При этом генетические связи разрушаются и системы становятся независимыми.

В точках бифуркации, т.е. в критических пороговых точках, поведение системы становится неустойчивым, и система может эволюционировать в одном из нескольких альтернативных направлений. И важно отметить, что только вероятностным методом, а не детерминированным можно предсказать, какой именно путь изберет система. Простейшая точка бифуркации соответствует ситуации, когда некогда устойчивое состояние системы становится неустойчивым и симметрично возникают два других возможных устойчивых состояния. При этом существует один шанс из двух возможных найти систему в том или другом из ее двух новых возможных состояний.

Одним из наиболее удивительных результатов исследований в области теории катастроф является открытие необычайного разнообразия ситуаций, возникающих вдали от равновесия. При уходе системы от состояния равновесия она может пройти через несколько зон неустойчивости, и в каждой из них поведение системы качественно изменяется.

В математической трактовке эволюционный процесс может быть представлен векторным полем в фазовом пространстве. Любая точка фазового пространства задает состояние системы. Приложенный в этой точке вектор указывает скорость изменения состояния. Те точки, в которых вектор обращается в нуль, соответствуют положениям равновесия.

Под развитием динамической системы понимают ее переход из одного состояния в другое, т.е. соответствующее перемещение фазовой точки в пространстве.

Чтобы фазовую точку постоянно удерживать на оптимальной траектории, на нее нужно должным образом воздействовать, т.е. управлять фазовыми координатами с помощью соответствующих параметров. Такое поведение или динамика системы описывается математически, как правило, системой нелинейных дифференциальных уравнений.

Кривые в фазовом пространстве, образованные точками последовательных состояний системы, называют «фазовыми кривыми». Типичные варианты поведения фазовых кривых (фазовые портреты) в окрестности точки равновесия приведены на рис. 2.

Рис. 2. Типичные фазовые портреты в окрестности точки равновесия

Фазовый портрет дает возможность выявить наиболее важные (критические) значения параметров системы, которые делают ее неустойчивой, т.е. бифуркационные точки. Именно в этих точках фазового пространства система скачком меняет свое положение в ответ на медленное (плавное) изменение внешних условий. Как уже отмечалось, этот скачок носит название -- катастрофы.

Исходя из изложенных представлений, попытаемся составить и рассмотреть схему практического применения теории катастроф для анализа поведения некой системы, являющейся определенным опасным в техногенном отношении элементом техносферы. При этом прибегнем к аналогии и воспользуемся идеей, реализованной в подобном примере из совершенно иной сферы, связанной с военной деятельностью. Такого рода шаг является наглядным примером применимости теории катастроф в самых различных, казалось бы, не имеющих ничего общего, областях человеческой деятельности.

Пусть функционирование системы описывается некой системой обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, разрешенных относительно первых производных, т.е. скоростей фазовых координат. Допустим, что поведение системы характеризуется уровнем ее безопасности во всех точках фазового пространства, т.е. в фазовых координатах может быть выражена некая функция безопасности или риска. Для определенности пусть это будет риск возникновения техногенной катастрофы.

Эта обобщенная функция должна быть гладкой, т.е. дифференцируемой в пространстве фазовых координат (например, иметь вид многочлена). На рис. 3 представлена некая геометрическая интерпретация этой функции, позволяющая видеть возможные ее характерные участки и критические точки.

Если представить себе передвижение стального шарика по этой кривой, то естественно предположить, что в точках максимума шарик попадает в неустойчивое положение. Единственными точками равновесия будут критические точки функции, соответствующие ее минимумам, где потенциальная энергия шарика минимальна. При проектировании гладкой функции риска на горизонтальную фазовую плоскость получается кривая определенной формы, соответствующей «диаграмме катастроф».

Согласно теории, развитой Рене Томом, для динамических систем, описываемых гладкими функциями и содержащих не более четырех управляющих параметров (о которых будет сказано далее), существует семь типов «диаграмм катастроф». Характеристика этих диаграмм приведена в табл. 1.

Таблица 1Типы диаграмм катастроф

Число рассматриваемых фазовых координат	Число управляющих параметров	Название особенности геометрического узора диаграммы катастроф
Одна	Один	«складка»
Одна	Два	«сборка»
Одна	Три	«ласточкин хвост»
Две	Три	«волос»
Три	Три	«падающая волна»
Одна	Четыре	«бабочка»
Две	Четыре

Подобные документы

• Аварии и катастрофы

  Катастрофы на различных видах транспорта. Аварии на электроэнергетических и коммунальных системах, очистных сооружениях; гидродинамические; с выбросом радиоактивных, химически и биологически опасных веществ. Внезапное обрушение зданий, сооружений.
  
  реферат [34,4 K], добавлен 20.08.2013
  

• Генезис техногенных катастроф

  Виды техногенных катастроф и их причины. Классификация чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Авария на Саяно-Шушенской ГЭС как пример крупной техногенной катастрофы в России. Техногенные катастрофы за рубежом. Проблема атомной энергетики в США.
  
  реферат [50,5 K], добавлен 25.06.2013
  

• Техногенные катастрофы

  Технологическая (техногенная) катастрофа и её виды. Катастрофы в воздухе и на море. Индустриальные катастрофы, операция Castle Bravo. Угроза техногенных катастроф в Украине. Трагедия во Львовской области. Крупные аварии на шахтах Украины в 1991-2008 гг.
  
  творческая работа [289,9 K], добавлен 18.05.2010
  

• Экологические и техногенные катастрофы

  Понятие и классификация экологических катастроф. Пожары на промышленных объектах. Аварии с выбросом (угрозой выброса) биологически опасных веществ. Опасность возникновения селей. Причины взрывов и авиакатастроф. Чрезвычайные ситуации на железной дороге.
  
  реферат [27,7 K], добавлен 19.09.2013
  

• Техногенные катастрофы. Виды и причины

  Условия формирования и характеристика чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Классификация чрезвычайных ситуаций: транспортные аварии, пожары и взрывы, аварии с выбросом сильнодействующих ядовитых, радиоактивных и биологически опасных веществ.
  
  реферат [22,9 K], добавлен 02.03.2015
  

• Аварии и катастрофы

  Понятие аварий и катастроф. Их основные причины. Аварии на железнодорожном и водном транспорте. Основные мероприятия по их предупреждению. Аварии на гидротехнических сооружениях. Поведение в случае железнодорожной катастрофы. Аварийная посадка самолета.
  
  реферат [28,5 K], добавлен 17.04.2015
  

• Техногенные катастрофы и стихийные бедствия

  Понятие и свойства катастрофы, ее разновидности и сферы распространения. Исследование эффектов, провоцирующих развитие техногенных катастроф. Краткая характеристика стихийных бедствий, их классификация и типы, степень связи с техногенными катастрофами.
  
  реферат [140,5 K], добавлен 13.03.2011
  

• Экономическая безопасность, техногенные катастрофы

  Основные угрозы экономической безопасности в Российской Федерации и их характеристика. Решение мировых глобальных проблем. Последовательность оказания первой медицинской помощи. Аварии и техногенные катастрофы на железнодорожном и водном транспорте.
  
  контрольная работа [26,3 K], добавлен 09.04.2009
  

• Транспортные аварии и катастрофы

  Понятие аварии и катастрофы, их отличия. Характеристика аварий на автомобильном, железнодорожном, авиационном и водном транспорте. Самый безопасный вид транспорта. Рассмотрение основных способов повышения личной транспортно-дорожной безопасности.
  
  реферат [35,4 K], добавлен 22.01.2014
  

• Структура полного ущерба от аварий на техническом объекте на примере катастрофы Саяно-Шушенской ГЭС

  Основные причины техногенных катастроф: человеческий фактор, трудовая дисциплина. Исследование социальных, экономических и экологических сторон тяжелой аварии или катастрофы. Структура прямого, косвенного, полного ущерба от аварии на Саяно-Шушенской ГЭС.
  
  контрольная работа [2,1 M], добавлен 26.01.2012
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам