Современные аспекты моделирования динамики содержаний радиоактивных веществ в многослойных хранилищах
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2024-2-57-62Ключевые слова:
водоносный горизонт, многослойная система, массоперенос, диффузия, моделирование, безопасностьАннотация
Стабильное развитие атомной энергетики во всем мире за последние несколько десятилетий привело к образованию и накоплению больших объемов радиоактивных отходов. В настоящее время каждое государство, обладающее системами ядерной энергетики, в качестве долгосрочной стратегии обращения с радиоактивными отходами, как правило, использует концепцию геологической утилизации, что требует непрерывное совершенствование методов и средств ввиду ужесточения экологических стандартов обращения с отходами и норм радиационного контроля. В статье рассматриваются особенности моделирования динамики содержаний радиоактивных веществ в однослойных и многослойных хранилищах твердых радиоактивных отходов, полученных в процессе уранового производства, в виде одномерных уравнений и системы уравнений второго и первого порядков. Приведен обзор возможностей существующих моделей, которые позволяют учитывать сложные взаимодействия между радионуклидами и окружающей средой, а также возможные источники загрязнения и механизмы переноса радиоактивных веществ. Сделан акцент на возможности получения данных о временной эволюции содержаний радионуклидов в хранилище для проведения оценки потенциального радиационного воздействия на окружающую среду и человека по результатам математического моделирования с использованием рассматриваемых численных выражений. Показано, что использование рассматриваемых моделей позволяет анализировать и предсказывать перемещение растворенных радионуклидов и других веществ при решении современных научных инженерных и экологических задач. Отмечено, что в настоящее время отсутствует модель, позволяющая осуществлять прогнозирование пространственно-временных изменений содержаний радионуклидов в различных слоях хвостохранилищ с целью исследования накопленных радиоактивных отходов, чтобы раскрыть механизмы их образования, проанализировать особенности распределения, выявить зоны активной концентрации и определить миграционную активность радионуклидов в процессе хранения.Библиографические ссылки
Полянин А. Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. М.: Физико-математическая литература. 2001. 576 с.
Шарафутдинов Р. Б., Ушанов О. Н., Корж В. И. Моделирование диффузии радионуклидов из приповерхностных хранилищ жидких РАО // Ядерная и радиационная безопасность. 2008. № 1. С. 18-25.
Мироненко В. А., Румынин В. Г., Учаев В. К. Охрана подземных вод в горнодобывающих районах (опыт гидрогеологических исследований). Л.: Недра, 1980. 320 с.
Ogata A. Theory of dispersion in granular medium. Fluid. Movement in Earth Materials. Geological Survey Professional. Paper 411-1, 1970, 34 p.
Bear J. Dynamics of fluids in porous media // Amer. Els. N.Y., 1972. 764 p.
Свиридова Т. С. Миграция цезия в почвах зоны природного и техногенного радиоактивного загрязнения // Изв. ТулГУ. Сер. Естественные науки. 2009. Вып. 1. С. 259-264.
Анисимов Н. А., Дрожко Е. Г., Куваев А. А. К вопросу о численном моделировании источников радиоактивного загрязнения грунтов и грунтовых вод при обосновании вывода радиационно опасных объектов из эксплуатации // Вопросы радиационной безопасности. 2019. № 4 (96). С. 3-12.
Анисимов Н. А., Куваев А. А. Численное моделирование влагопереноса в конструкциях приповерхностного пункта захоронения радиоактивных отходов // Радиоактивные отходы. 2022. № 3 (20). С. 97-106.
Постоянно действующая математическая модель ореолов загрязнённых подземных вод вблизи водоёмов-хранилищ ЖРО Карачай и Старое болото ФГУП "ПО "МАЯК" / А. В. Глаголев, Е. Г. Дрожко, А. А. Куваев, Н. М. Куринова, Н. В. Макарова, Т. В. Суханова // Вопросы радиационной безопасности. 2022. № 4 (108). С. 58-70.
Комплекс программ нимфа. Методика решения задач нелинейной однофазной фильтрации и тепломассопереноса жидкости в пористых средах / Р. М. Шагалиев, О. И. Бутнев, М. Л. Глинский, А. А. Куваев, А. Н. Бахаев, И. В. Горев, М. В. Журавлева, С. С. Колесников, Е. Н. Лысова, П. А. Машенькин, В. А. Пронин, М. Е. Семенов, М. Л. Сидоров // Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ. 2020. Т. 25-1. С. 28-43.
Носов А. В., Крылов А. Л., Арон Д. В., Меркушов В. П. Обзор существующих подходов к моделированию распространения радиоактивных веществ в водных объектах суши в рамках разработки РПК "БАКИС". Препринт. Ин-т проблем безопас. развития атом. энергетики РАН, № IBRAE-2018-04. М.: ИБРАЭ РАН, 2018. 43 с.
Обзор зарубежных практик захоронения ОЯТ и РАО / Н. С. Цебаковская, С. С. Уткин, И. В. Капырин, Н. В. Медянцев, А. В. Шамина. М.: Комтехпринт, 2015. 208 с.
Anuprienko D. V., Kapyrin I. V. Modeling groundwater flow in unconfined conditions: numerical model and solvers efficiency // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2018. Т. 39. № 7. С. 867-873.
Параллельные вычисления в гидрогеологическом расчетном коде GeRa: организация и эффективность / И. В. Капырин, И. Н. Коньшин, Г. В. Копытов, В. К. Крамаренко // Вычислительные методы и программирование. 2018. Т. 19, № 4. С. 356-367.
Капырин И. В. Состояние и перспективы развития методов геомиграционного моделирования для анализа вопросов долгосрочного обеспечения радиационной безопасности // Вопросы радиационной безопасности. 2022. № 4 (108). С. 3-16.
Сускин В. В., Капырин И. В., Болдырев К. А. Подходы к геомиграционному моделированию при оценке безопасности пункта захоронения РАО в расчетном комплексе GERA // Радиоактивные отходы. 2023. № 3 (24). С. 117-125.
Капырин И. В., Уткин С. С., Василевский Ю. В. Концепция разработки и использования расчетного комплекса GeRa для обоснования безопасности пунктов захоронения радиоактивных отходов // Вестник атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов. 2014. № 4. C. 44-54.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Андрей Владимирович Калач, Мария Андреевна Зайцева
![Лицензия Creative Commons](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.