کتاب ارزیابی ‏ریسک ‏در ‏فرآیند ‏نگهداری ‏پسماندهای ‏هسته‌ای ‏(به ‏روش ‏Bow-Tai)

فهرست
عنوان صفحه
مقدمه 9
فصـل اول 15
کلیات 15
اهمیت و ضرورت موضوع موردمطالعه 16
اهداف کتاب 17
سؤالات 17
فرضیهها 18
شیوه‌ی کلی مطالعه و بررسی 18
تعریف واژگان کلیدی 19
فصـل دوم 21
مبانی نظری 21
پسماند خطرناک 22
اثرات زیست‌محیطی و بهداشتی پسماند خطرناک 23
مخاطرات بهداشتی 23
قابلیت آسیب‌رسانی به سلامت انسان 24
آلودگی محیط‌زیست 24
دورریزی و دفع نهایی پسماندهای هستهای 25
انبار نمودن 25
تخلیه در دریا 25
دفن کردن 25
سایر روش‌ها 26
پیشینه‌ی مطالعات و تجارب عملی مرتبط 26
جامعه‌ی آماری 35
محیط موردبررسی 35
مرکز نگهداری پسماندهای پرتوزا 36
خدمات زیست‌محیطی 36
پایش پرتویی محیط 37
پسماندهای حاوی مواد پرتوزای طبیعی (NORM) 39
خدمات آزمایشگاهی و آنالیز پرتویی 39
ارزیابی ایمنی و ارزیابی زیست‌محیطی 39
اندازه‌گیری نرخ فرسایش 40
مکان‌یابی 41
فصـل سوم 43
روش‌شناسی 43
نمونهی موردمطالعه 44
حجم نمونه و روش محاسبه‌ی آن 44
ابزار گردآوری اطلاعات 45
روش گردآوری اطلاعات 45
تجزیه‌وتحلیل داده‌ها 45
مزایا و ویژگی‌های نرم‌افزار Bow-Tie Pro 46
نمودار پاپیونی 48
روند ساخت نمودار پاپیونی 50
محیط کار نرم‌افزار 51
منو و نوارهای ابزار 52
مرورگر 52
نوار وضعیت 53
فضای کار 53
نمودارها 53
خطر 54
تهدید 54
پیامد 54
کنترل 55
فصـل چهارم 57
یافتهها 57
پرسشنامه 57
تنظیم پرسشنامه 57
روایی 58
پایایی 59
متن پرسشنامه 60
جداول ارزیابی ریسک 70
نتایج نرمافزار Bow-Tie 73
آزاد شدن و تابش پرتوهای رادیو اکتیو 73
فصـل پنجم 109
جمعبندی 109
نتیجهگیری 111
محدودیتها 113
پیشنهادات 113
منـابع و مآخـذ 115

رشد فزاینده تولید مواد شیمیایی و همچنین مصرف این مواد در فرآیندهای مختلف صنعتی از نشانه‌های بارز یک جامعه‌ی صنعتی به شمار می‌رود. اگرچه استفاده از این مواد در شاخه‌های مختلف تا حد زیادی باعث توسعه‌ی اقتصادی گردیده است، اما مطالعات و تجربیات نشان می‌دهند که اثرات سوء قابل توجهی در ارتباط با این مواد هستند.
اثرات سوء ناشی از پسماند خطرناک، بسیار متفاوت و متنوع است. برخی از این اثرات، کوتاه مدت و شدید هستند. تجربیات سایر کشورها نشان می‌دهد که در این خصوص کودکان در گروه سنی بین 1 تا 10 سال، گروه بحرانی تحت تاثیر هستند.
دسته دیگر از اثرات بهداشتی، اثرات دراز مدت هستند. این عوارض در مدت زمان به نسبت طولانی آشکار می‌شوند که بیشتر به خصوصیات سمیت ، تجمع‌پذیری ، سرطان‌زایی ، جهش‌زایی و بیماری‌زایی مواد شیمیایی مربوط می‌گردند. آنچه مسلم است این است که بسیاری از مواد شیمیایی خطرناک مندرج در فهرست چهارگانه سازمان حفاظت محیط زیست امریکا، قادرند چنین تاثیراتی را به وجود آورند، ولی در عین حال تمام مواد شیمیایی خطرناک مزبور در این خصوص در یک رتبه قرار ندارند. این عدم یکنواختی گرچه تا حدودی به درجه و میزان خطرات ناشی از این مواد برمی‌گردد ولی چندان هم به این مورد وابسته نیست، بلکه آنچه برخی از پسماندهای خطرناک را مهم‌تر از برخی دیگر جلوه می‌دهد، وسعت استفاده و کاربرد آن در بخش‌های مختلف اقتصادی است.

قابلیت آسیب‌رسانی به سلامت انسان
موادی که دارای هر یک از صفات نامبرده‌ی زیر باشند، مضر و خطرناک تلقی می‌شوند. زیان‌ها و صدمات وارده اغلب به دو گروه حاد و مزمن تقسیم می‌شوند. همچنین برخی از آن‌ها دارای هر دو خصیصه هستند.

آلودگی محیط‌زیست
پسماندها هم می‌توانند به صورت مستقیم مثل نشت شیرآبه یا تبخیر مواد شیمیایی به اتمسفر و هم به صورت غیرمستقیم مثل نزولات جوی حاوی مواد معلق هوابرد وارد محیط‌زیست ‌شوند.
اهمیت هر کدام از این راه‌ها نه تنها به خصوصیات بیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی بستگی دارد، بلکه ویژگی‌های محل دفن و وضع زمین‌شناسی لایه‌های زمین نیز وابسته است.
آلودگی‌های آب‌های سطحی و زیرزمینی از مثال‌های بارز اثرات ناشی از این مواد هستند. به طور مثال، آب‌های سطحی که در نزدیکی مکان‌های دفع پسماند خطرناک قرار دارند می‌توانند به طور مستقیم این مواد را توسط روان آب‌های حاصله دریافت کنند.
همچنین آتش‌سوزی در مکان‌های دفع می‌تواند منجر به افزایش تبخیر ترکیبات فرار شود. پراکندگی توسط باد نیز یکی دیگر از راه‌های انتشار پسماند به محیط زیست است [7].

دورریزی و دفع نهایی پسماندهای هسته‌ای
پسماندهاي هسته‌ای توليد شده ناشی از فعاليت‌هاي مختلف هسته‌اي را امروزه پس از آمايش و بسته بندي به منظور كاهش احتمال نشت مواد پرتوزا موجود در آن‌ها به محيط زيست و پيش آمدهاي ناگوار ناشي از آن تا آنجا كه امكان پذير است از محيط زيست دور مي‌نمايند.

انبار نمودن
پسماندهاي پرتوزا پس از كاهش حجم در داخل بشكه‌هايي از جنس فولاد و يا در بلوك‌هاي سيماني قرار داده مي‌شوند. اين پسماندها جهت انبار شدن و نگهداري در داخل ساختمان‌هايي در زير و يا روي زمين كه به همين منظور طراحي و ساخته مي‌شوند قرار مي‌گيرد. اين ساختمان‌ها طوري طراحي مي‌شوند كه در مقابل سيل، زلزله و غيره مقاوم باشند.

تخلیه در دریا
اين روش اصولاً در مورد پسماندهاي بسته‌بندي شده‌ی جامد با پرتوزايي متوسط انجام مي‌شود و اغلب در كشورهايی كه مسافت چنداني با دريا ندارند و در ضمن از نظر وضعيت جغرافيايي منطقه، محدوديت‌هايي داشته باشند مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

دفن کردن
امروزه دفن پسماندهاي پرتوزا در داخل زمين مناسب‌ترين روش جهت نگهداري به شمار مي‌رود. به خصوص درمورد پسماند‌هاي با پرتوزايي كم و متوسط و يا نيمه عمر كوتاه بهترين روش است. چنانچه دفن پسماندها در داخل زمين مورد نظر باشد، بايستي روش دفن با خصوصيات پسماند مطابقت داشته باشد. يعني پسماندهاي با پرتوزايي بالا و هسته‌هاي پرتوزا با نيمه عمر طولاني بايد در اعماق زمين دفن شوند، در حالي كه پسماندهاي با پرتوزايي كم را مي‌توان در نزديكي سطح زمين دفن كرد.
سایر روش‌ها
یكي از روش‌هاي جديد در حال بررسي و مطالعه، دفن پسماندهاي پرتوزا در لايه‌هاي ثابت زميني زير بستر اقيانوس‌ها مي‌باشد، در اين روش با حفر چاه‌هایي در كف اقيانوس‌ها پسماندهاي پرتوزا را در آن‌ها دفن مي‌كنند. اين روش بسيار پيچيده و نياز به تكنولوژي پيشرفته دارد و فاكتورهاي زيادي از قبيل محفظه حاوي پسماند و جنس آن، جنس طبقات زير اقيانوس، تغييرات درجه حرارت و حركت آب‌هاي زير اقيانوس و غيره بايد در نظر گرفته شود. روش ديگر، فرستادن و انتقال پسماندها به ساير كرات مي‌باشد كه جزء روش‌هاي بسيار پرهزينه است [8].

پیشینه‌ی مطالعات و تجارب عملی مرتبط
بر اساس بررسی‌های صورت گرفته توسط شیپ و همکارانش در سال 2018 که در زمینه‌ی ارزیابی و طبقه‌بندی خطرات موجود در خطوط راه‌آهن بر اساس روش BowTie صورت گرفته است. یک تکنیک نیمه خودکار برای طبقه‌بندی گزارش‌های رسیده از صنعت راه‌آهن گلگت – بلتستان معرفی می‌کند. شمای طبقه‌بندی از تکنیک‌های پردازش زبان طبیعی برای طبقه‌بندی گزارش‌های تماس نزدیک مطابق با مسیرهای تهدید نشان‌داده‌شده در نمودارهای بوتای استفاده می‌کند. این روش، تجزیه و تحلیل تعداد بسیار زیادی از اسناد بدون ساختار را ممکن می‌سازد واطلاعات مربوط به ایمنی که به خاطر تجزیه و تحلیل توسط مراجع انسانی استخراج نشده است را شناسایی میکند. نتایج نشان‌دهنده دقت مختلط در تماس‌های نزدیک است که بالاترین دقت مربوط به مسیرهای تهدید کننده است که مکررا گزارش می‌شوند. این کار، راه را برای تحلیل با استفاده از ماشین از پایگاه‌های اطلاعاتی و ایمنی مبتنی بر متن فراهم می‌کند و گامی رو به جلو در مقدمه تجزیه و تحلیل داده‌ها در حوزه امنیت و ریسک فراهم می‌کند. برخی دیگر نیز بر این باور هستند که رویکردهایی مانند این می‌تواند برای مدیریت ایمنی در آینده الزامی باشد [11].

با توجه به پژوهش انجام گرفته توسط گرولد در سال 2018 که در زمینه‌ی نگهداری سوخت هسته‌ای و خطرات ناشی از آن در آلمان صروت گرفته است نتایج نشان می‌دهد که ذخیره سوخت هسته‌ای مصرف‌شده و زباله‌های بسیار فعال در بشکه‌های تحت شرایط خشک، به ۴۰ سال محدود می‌شوند وبرای دوره‌های طولانی ذخیره این پسماندها، بایستی مجدداً این بشکه ها بازنگری و ذخیره شوند. اگر برای تمدید مدت ذخیره سازی مجوز لازم باشد، مطابق با رویه انتخاب سایت جدید، محل ذخیره سازی برای سوخت هسته ای مصرف‌شده در آلمان قبل از سال ۲۰۵۰ در دسترس نخواهد بود. برای حمل، بارگیری و جاگذاری احتمالی در بشکه‌های جدید برای ذخیره‌سازی نهایی، حفظ و نگهداری کلیه شرایط انبار ضروری است زیرا روکش فلزات شدیدا فعال به عنوان مانع مهمی در مفهوم ذخیره سازی طولانی مدت تلقی میشوند. برای SNF، یکپارچگی روکش فلزی در حال حاضر با محدود کردن تنش حلقه‌ای و کرنش دورانی و نیز حداکثر درجه‌حرارت برای مقادیر خاص برای یک دوره ۴۰ ساله تضمین می‌شود. برای یک دوره نگهداری طولانی، دیگر مکانیسم‌های تخریب مثل تشکیل لایه اکسید داخلی و خارجی، دریافت هیدروژن، آسیب تابش در ماده کریستالی، تولید هلیم از واپاشی آلفا و انتشار طولانی‌مدت گاز می‌تواند منجر به اثرات مخرب مکانیسم‌های تخریب شود [12].
در سال 2017، زیان شان به ارائه تجزیه و تحلیل خطر بر روی خطای نشت خط لوله گاز طبیعی به وسیله‌ی شبکه فعال فازی با مدل پاپیونی پرداخته‌اند. هدف از این پژوهش، ارائه‌ی یک روش ارزیابی ریسک عملی بر اساس مدل پاپیونی و شبکه‌های فعال برای تجزیه و تحلیل خطر نشت خط لوله گاز طبیعی است. در مرحله‌ی اول، شناسایی عوامل خطر بالقوه و عواقب ناشی از شکست است. سپس مدل پاپیونی ساخت، استفاده از تجزیه و تحلیل کمی از شبکه‌های فعال برای پیدا کردن لینک‌های ضعیف در سیستم و یک پیش‌بینی از اقدامات کنترل به منظور کاهش میزان حادثه است [13].

بر اساس پژوهش‌های انجام گرفته توسط مالکاهی و همکارانش در سال 2017 که در زمینه‌ی بررسی روش پاپیونی به منظور شناسایی مدیریت ریسک و تجزیه و تحلیل رویداد برای پشتیبانی از آزمایشگاه انجام گرفته است، نتایج نشان می‌دهد که سیستم‌های کنترل و پیشگیری از خطر برای فرآیندهای آزمایشگاهی باید به راحتی در بین کارگران آزمایشگاه، همکاران و سرپرستان آزمایشگاه اشتراک گذاشته شود. بدین منظور برای اینکه راه انتقال و پایدار سیستم‌های کنترل موثر واقع شود، باید ابزار ارتباطی مدیریت ریسک موثر وجود داشته باشد. این ابزارها نیاز به مدیریت تغییر مناسب و پایدار در پاسخ به حل علمی نیازها در کشف آزمایشگاه‌های مستقر دارد. در این پژوهش، استفاده از یک ابزار توسعه یافته مدیریت ریسک در صنعت نفت و گاز که به عنوان یک نمودار پاپیونی شناخته شده جهت ارزیابی در محیط آزمایشکاه استفاده شده است. چالش‌های شناسایی خطرات آزمایشگاهی و مدیریت ارتباط خطرات و همچنین تجربیات اولیه در تطبیق نمودار پاپیونی به محیط آزمایشگاهی شرح داده شده است. اطلاعات پس زمینه در مورد رویکرد پاپیونی ارائه شده و روش استفاده از یک سناریو تحقیقات آزمایشگاهی علمی نشان داده شده است [14].