Захоронение радиоактивных отходов является основной технологией их утилизации. Современные хранилища должны обеспечивать изоляцию радионуклидов.
Новое исследование было нацелено на изучение поведения радионуклидов после захоронения. Ученые сымитировали эксперимент на полигоне Мон-Терри в Швейцарии, где с 1996 г. действует исследовательский центр, изучающий возможности захоронения радиоактивных отходов в зависимости от состава, мощности и плотности горных пород.
По результатам исследований Мон-Терри приоритетной с данной точки зрения была выбрана формация Opalinus Clay. Это юрская глина возрастом 180 млн лет, мощностью 100 м, залегающая на глубине 900 м. Она подходит для стабильного захоронения радиоактивных отходов благодаря водоупорным свойствам.
К тому же в данном контексте важно взаимодействие искусственных материалов хранилищ вроде бетона с толщами горных пород. Это также изучается в Мон-Терри, однако по сей день в моделях взаимодействия радионуклидов с цементно-глиняными барьерами не учитывались электростатические эффекты, связанные с отрицательно заряженными глинистыми минералами. Новая работа была сосредоточена на данном аспекте.
Для моделирования процесса ученые на основе ПО CrunchFlow разработали программу CrunchODiTi. С ее использованием был смоделирован эксперимент длительностью около 3 лет, состоявший во внесении в скважину вблизи цемента положительно и отрицательно заряженных ионов радионуклидов.
По результатам эксперимента и моделирования были получены аналогичные данные: спустя 450 суток начали проявляться изменения свойств глины, состоящие во влиянии отрицательного заряда минералов на перенос раствора радионуклидов.
Полученные результаты свидетельствуют о возможности определения концентрации радионуклидов в глинистых породах на основе реакционных и транспортных свойств различных материалов и их электростатического воздействия на радионуклиды, особенно анионы.
