核废料地下处置系统长期效应预测模型

模型预测核废料对地下处置系统的长期影响

一项新研究通过高性能计算软件生成的模拟结果，与瑞士某研究机构的实验数据高度吻合，表明建模技术可用于验证核废料处置场地的安全性。

研究背景

随着全球核能项目复苏，核废料处置问题日益凸显。某国唯一长期地下核废料处置库项目已被无限期搁置。科学家正通过建模与实验相结合的方式研究地下核废料处置效应，旨在建立公众对决策过程的信任。

技术突破

由某机构、某国家实验室和某大学科研人员共同开发的新型高性能计算软件，能够模拟核废料与工程材料及天然材料之间的相互作用。该软件名为CrunchODiTi，基于现有CrunchFlow软件升级而成，是当前唯一能模拟三维空间中静电相互作用的工具。

实验验证

研究人员分析了某地下实验室持续13年的实验数据，重点关注水泥-粘土岩石相互作用。实验在水泥灌注区中心的钻孔中添加了正负电荷离子混合物，重点研究了核废料与水泥-粘土之间1厘米厚的“界面层”。模拟结果与实验数据高度一致。

技术优势

• 首次考虑了带负电粘土矿物的静电效应
• 支持多台高性能计算机并行运算
• 能模拟从数月到数百万年时间跨度的核素迁移过程
• 证实了界面处矿物沉淀和孔隙堵塞的假设

应用前景

该模型可替代旧有模型，用于地下地质处置库的安全性能评估。未来研究方向包括利用机器学习开发计算成本更低的代理模型。研究团队计划在本月获得更多实验数据后进行进一步对比验证。

这项跨学科研究通过真实实验证明了预测核素在地下迁移行为的能力，为制定公众支持的核废料长期处置方案提供了科学依据。
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