Исследователи успешно провели компьютерное моделирование, воссоздав эксперимент, выполняемый на швейцарском полигоне Мон-Терри. Этот уникальный центр, основанный в 1996 году, специализируется на изучении характеристик горных пород – толщины, плотности, состава – и поиске оптимальных технологий для надежного захоронения радиоактивных материалов.
Opalinus Clay: Идеальный барьер для безопасности
Глинистая формация Опалинус (Opalinus Clay) стала главным кандидатом для глубинных хранилищ. Сформированная 180 миллионов лет назад, эта уникальная юрская глина залегает на глубинах до 900 метров пластами мощностью до 100 метров. Ее выдающиеся изоляционные качества, проявляющиеся в низкой водопроницаемости и способности набухать, герметизируя трещины, делают Opalinus Clay ключевым элементом в создании стабильных и надежных геологических хранилищ.
Преодоление пробелов в моделировании
Полигон Мон-Терри позволяет проводить эксперименты, дающие ценную информацию о взаимодействия естественной глины с искусственными материалами, такими как бетон. Однако существующие инструменты прогнозирования миграции радионуклидов сквозь цементно-глиняные барьеры долгое время игнорировали важнейший фактор – электростатические эффекты, вызванные отрицательным зарядом глинистых минералов. Последние исследования сосредоточились именно на этой недооцененной ранее особенности.
Прорывное моделирование с CrunchODiTi
Для анализа процесса ученые разработали специальную программу CrunchODiTi, расширяющую возможности известной платформы CrunchFlow. Эта инновационная система позволила смоделировать в 3D результаты многолетнего эксперимента, отслеживающего поведение радионуклидов в глиняно-цементной среде. В ходе испытаний в скважину рядом с цементной пробкой вводились ионы с разным зарядом.
Проверка гипотезы и оптимистичные перспективы
Наблюдения показали, что первые 450 дней свойства цемента оставались стабильными (изотропными), в то время как глина позднее начала изменяться: ее отрицательный заряд стал активно влиять на перенос заряженных частиц. Сравнение реальных экспериментальных данных с результатами, полученными с помощью CrunchODiTi, подтвердило высокую точность новой модели. Учет электростатических эффектов, особенно влияющих на перенос анионов в глинистых породах, открывает радужные перспективы для надежного прогнозирования концентрации безопасно хранящихся отходов под землей.
Источник: naked-science.ru
