該模型預測核廢料對地下處置系統的長期影響

由於世界各地的國家正在經歷原子能項目的複興，因此有關在何處和如何處置核廢料的問題在政治上仍然像以前一樣令人痛苦。例如，美國無休止地停止了他們唯一的長期存儲地下核廢料。科學家使用建模和實驗方法研究地下核廢料處置的後果，最終他們希望增強公眾對製定過程的信心。

來自馬薩諸塞州理工學院，勞倫斯·伯克利國家實驗室和奧爾良大學的科學家的一項新研究在這一方向上取得了進步。研究表明，由新的高性能軟件產生的核廢料的地下相互作用的建模與瑞士研究對象的實驗結果相對應。

這項研究是MIT博士的合作社作者。學生Dauren Sarenbaev和副教授Haruo Waynreyte與Christoph Turnassat和Karl Styffel 出版 v 國家科學院論文集場地

“這些強大的新計算工具與真實的實驗相結合，例如瑞士蒙特·特里的專家，有助於我們了解放射性核素將如何在連接的地下系統中遷移，” Sarsenbayev是一項新研究的作者Sarsenbayev說。

作者希望這項研究將在地下核廢料的長期安全方面改善政客和公眾之間的信任。

Waynreight說：“這是一項研究，煽動計算和實驗，重要的是要提高我們對廢物安全評估的信心。” “由於核能再次成為應對氣候變化的關鍵來源，並確保能源安全對於檢查回收路線非常重要。”

模型與實驗的比較

目前，將核廢料處置在深層地質地層中被認為是治療高級放射性廢物的最安全的長期解決方案。因此，在各種天然和設計的地質材料中，採取了許多努力來研究放射性核素從核廢料中的遷移行為。

自1996年成立以來，瑞士北部的蒙特·特里（Mont Terry）的一部分研究是對研究材料感興趣的國際研究人員的重要測試層，例如山區隧道區域中的A-Toll，防水粘土石的粘土。

“它被普遍認為是現實世界中實驗中最有價值的對象之一，因為它為我們提供了數十年來圍繞水泥和粘土相互作用的數據集，而這些是世界各國為障礙和地質儲備庫的工程系統提供的關鍵材料，” Sarsenbaev。 ”

在他們的研究中，Sarsenbayev和Wainwright與Tournassat和Stefel Co -Athors合作，這些人開發了高性能的計算軟件，以改善核廢料以及工程和天然材料的建模。

迄今為止，一些任務限制了科學家對核廢料如何使用水泥粘土屏障如何反應的理解。首先，屏障由不規則的混合材料組成，深層地下深處。此外，通常用於模擬放射性核素與水泥粘土的相互作用的現有模型類別不考慮與屏障中帶負電荷的粘土礦物相關的靜電效應。

Tournassat和New Tournassat和Steefel軟件會帶來靜電效果，這使其成為唯一可以在三維空間中模仿這些相互作用的東西。稱為Crunchoditi的軟件是從已建立的軟件（稱為Crunchflow）開發的，並於今年已更新。它旨在同時在許多高性能計算機上啟動。

在這項研究中，研究人員檢查了13年的實驗，對水泥乙二醇相互作用的初始口音進行了研究。在過去的幾年中，將帶負電荷的離子的混合物添加到位於水泥中心旁邊的井中。研究人員專注於放射性核素和水泥粘土之間的1厘米厚區域，稱為“皮膚”。他們將他們的實驗結果與軟件建模進行了比較，發現兩個數據集得到了升級。

Sarenbayev說：“結果非常重要，因為較早的這些模型與現場數據數據的數據不太相對。” “有趣的是，水泥和粘土之間“皮膚”的美麗現像如何，隨著時間的推移而變化的物理和化學特性可用於協調實驗和建模數據。”

實驗的結果表明，該模型成功考慮了與富粘土相關的靜電效應，以及隨著時間的推移，材料之間的材料之間的相互作用。

Sarenbayev說：“所有這些都是由於數十年的工作而造成的，以了解這些界面上正在發生的事情。” “假定在此時間表上有礦物沉澱和孔隙率，我們的結果令人信服地表明了這一點。”

Sarenbayev說：“此應用需要數百萬的自由度，因為這些多領域的系統需要高分辨率和高計算能力。” “該軟件確實非常適合Mont Terri實驗。”

評估廢物處理計劃

現在，新模型可以替代用於執行安全性的較舊模型，並評估地下地質存儲庫的有效性。

Sarsenbayev說：“如果美國最終決定在地質存儲中處理核廢料，那麼這些模型可以決定最合適的使用材料。” “例如，目前，粘土被認為是合適的儲存材料，但是鹽的形成是可以使用的另一個潛在環境。這些模型使我們能夠看到幾千年來放射性核素的命運。我們可以利用它們來理解臨時區域的相互作用，這些區域在幾個月到數百萬年內的臨時區域都有變化。”

Sarsenbayev說，該模型是其他研究人員可以訪問的，未來的努力可以專注於使用機器學習來開發較便宜的替代模型，以計算術語來開發。

實驗的更多數據將在本月底獲得。團隊計劃將這些數據與其他模擬進行比較。

Sarsenbayev說：“我們的員工將主要收到水泥和粘土塊，他們將能夠進行實驗，以確定皮膚的確切厚度以及此圖形中存在的所有礦物質和過程。” “這是一個巨大的項目，需要時間，但是我們想盡快分享初始數據和此軟件。”

目前，研究人員希望他們的研究能夠為存儲核廢料提供長期解決方案，這可以支持政客和公眾。

Sarsenbayev說：“這是一項跨學科研究，其中包括實際實驗，表明我們可以預測下氣中的放射性核素的命運。” “核科學與工程學院的座右銘是“科學”。系統。社會”。我認為這將所有三個領域團結在一起。 ”

這個故事重印為麻省理工學院新聞（web.mit.edu/newsoffice/），一個受歡迎的網站，涵蓋有關研究，創新和麻省理工學院教學的新聞。