Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Экологические аспекты использования ядерной энергии»

Все доклады секции

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕДАХ

Чириков Д.Н.

Озерский технологический институт (филиал) МИФИ

При осуществлении планов широкого практического использования ядерной энергетики предполагается решение задач, связанных с удалением радиоактивных отходов из сферы деятельности человека. Хотя для повышения надежности используется многобарьерная изоляция отходов при их захоронении [1], существует потенциальная опасность, связанная с распространением радионуклидов, причем не только в почвах.

Для оценки опасности авторами [2,3] предложена математическая модель распространения радионуклидов в гетерогенных средах. При этом рассматривается однородная среда блочного типа с пустотами (каналами) между блоками. Блоки в такой среде являются источниками загрязнения.

Выход радионуклидов из блоков и перенос по наполнителю между блоками описывается системой уравнений:

(1)

(2)

Граничные и начальные условия имеют вид:

; (3)

; ; (4)

где: x – глубина хранилища; z – глубина контейнера; t – время; R_f, R_p коэффициент задержки радионуклида в наполнителе между блоками и материалом блоков соответственно; – пористость наполнителя; C_f , C_p – концентрация радионуклида в наполнителе и материале блоков соответственно; U_f – действительная скорость движения воды в наполнителе; D_i – коэффициент внутренней диффузии радионуклида в материале блоков; – константа распада радионуклида; – удельная поверхность блочной среды – отношение площади поверхности блоков в типовом макроэлементе объема среды к объему пустот в этом элементе; C₀ – начальная концентрация радионуклида.

В данной работе получено аналитическое решение системы уравнений (1,2) с граничными условиями (3,4), а также доказано существование этого решения

; (5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

Литература

1. Землянухин В.И., Ильенко Е.И., Кондратьев А.Н. и др. Радиохимическая переработка ядерного топлива АЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 280 с.

2. Федоров А.Л., Дорожкин А.И. Оценка выхода радионуклидов из гетерогенных сред сложной структуры, включающих твердые отходы. – Атомная энергия, 2005 т. 99, вып. 1 с. 52 – 58.

3. Федоров А.Л., Дорожкин А.И., Сорокин В.Т. Оценка безопасности хранилища с отвержденными радиоактивными отходами, упакованными в бетонные контейнеры. – Атомная энергия, 1996, т. 81, вып. 1 с. 40 – 47.