Моделирование на швейцарском полигоне
Специалисты провели детальное компьютерное моделирование, воссоздав условия уникального эксперимента на швейцарском полигоне Мон-Терри. Здесь, начиная с 1996 года, исследуют толщину, плотность и состав глубоких горных пород для поиска оптимальных методов долговременного захоронения радиоактивных материалов.
Глинистая формация Опалинус – идеальный барьер
Первоочередным объектом для изучения стала глинистая формация Опалинус (Opalinus Clay). Возникшая 180 миллионов лет назад в юрский период, эта порода залегает на глубинах до 900 метров при толщине слоев до 100 метров. Благодаря своей природной плотности и способности к набуханию, глина эффективно перекрывает трещины, минимизирует просачивание грунтовых вод и служит превосходным изоляционным барьером для безопасного захоронения.
Инновации в моделировании процессов
Эксперименты на полигоне дают практические данные о поведении природной глины в комбинации с искусственными материалами, такими как цемент. Однако стандартные средства моделирования миграции радионуклидов через цементно-глиняные барьеры ранее упускали важный фактор: влияния электростатических эффектов от заряженных частиц глины. Исследователи сосредоточились на этом аспекте.
Команда разработала инновационную программу CrunchODiTi, расширяющую возможности известного ПО CrunchFlow. Эта платформа позволила воссоздать процессы в 3D и проанализировать результаты многолетнего эксперимента с радионуклидами в глиняно-цементной среде. В скважину рядом с цементным блоком помещали ионы с разными зарядами.
Наблюдения показали: первые 450 дней цемент сохранял стабильные свойства, однако затем начались изменения в самой глине – её отрицательный заряд стал ощутимо воздействовать на перемещение заряженных растворенных частиц. Сравнив данные натурного эксперимента с симуляцией в CrunchODiTi, специалисты зафиксировали их точное соответствие.
Понимание влияния электростатического поля на движение радионуклидов, особенно анионов, в породах с глиной и учет разных свойств материалов открывает новые перспективы! Теперь можно гораздо надежнее прогнозировать поведение и концентрацию подземных радиоактивных отходов на долгосрочной основе.
Источник: naked-science.ru
