• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.07.2025, 17:29
Елена Авдеева
1
661

Инженеры проследили перемещение радионуклидов после захоронения в земле

❋ 4.2

Многие страны в наши дни планируют захоронение радиоактивных отходов, которое должно быть безопасным. Реальные подземные эксперименты в сочетании с мощными вычислительными инструментами помогли понять, как радионуклиды мигрируют в породах.

Вычислительная область и распределение материалов, использованные при моделировании; трехмерные контурные диаграммы нейтральной и заряженной смеси; сравнение наблюдаемых и моделируемых концентраций в скважинах / © Dauren Sarsenbayev et al.

Американские ученые выполнили моделирование, сымитировав эксперимент на полигоне Мон-Терри в Швейцарии. В 1996 году там создали исследовательский центр, где изучают толщину, плотность, состав горных пород и возможные способы постоянного захоронения радиоактивных отходов.

Приоритетной для глубокого геологического хранилища радиоактивных отходов в числе первых выбрали глинистую формацию Опалинус (Opalinus Clay). Эта глина сформировалась 180 миллионов лет назад, в юрский период. Залежи обнаружили на глубинах до 900 метров, а толщина слоев достигает 100 метров. При этом глина, как хороший изоляционный материал, плохо пропускает грунтовые воды, набухая и запечатывая трещины и поры, что делает породу идеальным кандидатом для геологического стабильного захоронения радиоактивных отходов.

Там проводят эксперименты, позволяющие обрабатывать на практике десятки наборов данных о взаимодействии глины и цемента, так как в хранилищах, наряду с природными, применяются искусственные материалы, такие как бетон. До сих пор инструменты, используемые для моделирования взаимодействия радионуклидов с цементно-глиняными барьерами, не учитывали электростатические эффекты, связанные с отрицательно заряженными глинистыми минералами. Авторы статьи, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследовали этот аспект.

Ученые смоделировали процесс в трехмерном пространстве, разработав программу CrunchODiTi на основе известного программного обеспечения CrunchFlow. С ее помощью проанализировали результаты почти трехлетнего эксперимента после попадания радионуклидов в глиняно-цементную смесь. В скважину, расположенную вблизи цемента, заложенного в пласт, добавляли как отрицательные, так и положительно заряженные ионы.

В течение первых 450 дней цемент оставался изотропным, то есть с неизменными свойствами, а после этого свойства начали меняться у глины: отрицательный заряд минералов стал влиять на перенос заряженного растворенного вещества. Исследователи сравнили свои экспериментальные результаты с данными программного моделирования и увидели их соответствие.

Учитывая различную реакционную способность и транспортные свойства различных материалов, электростатическое воздействие на перенос радионуклидов (особенно анионов) в богатых глиной породах, можно предсказывать концентрацию захораниваемых отходов в недрах земли.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
4 сентября, 15:39
Илья Гриднев

Ученые создали математическую модель, которая показала вероятную гибель древнего спутника Венеры из-за гравитационных сил. Теоретическое исследование предлагает один из сценариев развития Солнечной системы, чтобы понять причины кардинальных различий в эволюции Земли и ее соседки.

3 сентября, 17:08
Росатом

«Росатом» рассматривает возможность создать под Мурманском новое предприятие для достройки плавучих атомных энергоблоков. Причина в том, что количество заказов госкорпорации растет, а существующих мощностей партнеров может не хватить.

4 сентября, 15:11
ФизТех

Ученые из МФТИ и ИППИ РАН выяснили, что у квантовых полей вблизи черных дыр (или ускоренно расширяющейся Вселенной) есть «порог нагрева». До этого порога чем выше температура, тем быстрее поле «забывает» свое прошлое. А выше порога нагрев уже не помогает: скорость забывания становится постоянной и определяется не температурой, а самой формой пространства (например, размером горизонта).

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

2 сентября, 11:31
СПбГУ

Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.

2 сентября, 12:57
Марк Чернов

Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
Очень интересно, но ничего не понятно :-) Так выходит радиоактивность из хранилища, или нет? И, если да, то по атому в год, или всё же в товарных количествах с ненулевой вероятностью попасть в грунтовые воды и далее в наши стаканы в концентрациях, достойных разговора?