模型预测核废料对地下处置系统的长期影响

模拟结果与瑞士地下实验室实验数据吻合，表明建模技术可用于验证核废料处置场地的安全性。

随着全球核电项目复苏，核废料处置地点与方式的选择仍是政治敏感议题。科学家正通过建模与实验方法研究地下核废料处置的影响，旨在建立公众对决策过程的信任。

某机构与某国家实验室、某大学的研究人员共同开发了新型高性能计算软件，其生成的核废料地下相互作用模拟结果与瑞士研究设施的实验数据高度一致。该研究发表于《美国国家科学院院刊》。

第一作者指出：“这些强大的计算工具结合实地实验，帮助我们理解放射性核素在复杂地下系统中的迁移规律。“研究团队希望该成果能提升政策制定者和公众对地下核废料长期安全处置的信心。

模拟与实验的对比验证

将核废料处置于深地质层中被视为最安全的长期解决方案。瑞士蒙泰里研究基地自1996年以来一直是研究水泥-粘土材料相互作用的重要试验场，这些材料正是全球各国计划用于核废料工程屏障系统的关键材料。

研究人员采用新开发的高性能计算软件CrunchODiTi，该软件是唯一能模拟三维空间中静电效应的工具，专门针对带负电粘土矿物的特性进行优化。研究团队重点分析了水泥与粘土之间1厘米厚的"界面区”，发现模拟数据与13年实验数据高度吻合。

“这项突破意义重大，此前模型始终难以匹配实地数据，“研究人员表示，“界面区随时间变化的物理化学特性正是协调实验与模拟数据的关键。”

新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。研究人员强调：“这些模型能预测放射性核素数千年后的状态，帮助选择最合适的处置材料。目前粘土被认为是理想介质，但盐岩构造也是潜在选择。”

该模型已向科研界开放，未来可能通过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新实验数据后进行进一步对比验证。

这项结合实地实验与计算机建模的研究，首次实现了对地下放射性核素迁移行为的准确预测。正如某机构核科学与工程系的 motto"科学·系统·社会"所示，该成果完美融合了这三个维度，为核能可持续发展提供关键技术支撑。

论文信息：《建立放射性核素复杂屏障系统模型的可信度》 相关技术：高性能计算、机器学习、人工智能