[發(fā)明專利]基于概率用于核素近場、遠場遷移評估的空間域描述方法

有效

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• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107704682B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 趙冬梅;劉濤
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F113/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

本發(fā)明涉及一種基于概率用于核素近場、遠場遷移評估的空間域描述方法，所述方法包括：空間域的初步構造：采用凸多面體為基礎構造核素遷移的近場、遠場空間；空間域地質構造的概率設定：根據地質結構的不同，分別對不同的地質結構的空間域進行相關參數的設定，其中地質結構分別分為：多孔介質類、緊密介質類、流體類；空間域內部地質結構的隨機生成。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于概率用于核素近場、遠場遷移評估的空間域描述方法。

背景技術

核廢物來源于核電站、國防軍事工業(yè)、核醫(yī)療等等，具體是指含有α、β和γ輻射的不穩(wěn)定元素并伴隨有熱產生的無用材料。以核電站為例，一臺1000兆瓦核電站的年核廢物中含有10公斤的镎-237和20公斤的锝-99，如以非專業(yè)人員允許的年接受輻射劑量率為標準，那么上述核廢物即使貯存100萬年，仍高出允許劑量的3000萬倍。這些核廢物需要消耗巨量的自然資源才能滿足環(huán)境要求(如果直接排放，需用6億噸水稀釋镎-237，用3000萬噸水稀釋锝)。核廢物一旦泄露，進入環(huán)境中，會引起水、大氣、土壤等的污染，然后會通過各種途徑進入人類生活的生物圈，最終進入人體，當放射性輻射超過一定水平，就能殺死細胞，妨礙正常細胞分裂和再生，引起細胞內遺傳信息的突變，從而造成各種各樣的疾病，例如癌癥、白內障、失明、生長遲緩，生育力下降等，還會造成胎兒畸形、流產，死亡等遺傳效應。

截止2012年，我國已經有15個核反應堆投入運行，另有26個在建，每年所產生的核廢物數量巨大，如果無法安全妥善處置核廢物，將對我國人民和社會產生巨大的不良影響，也會制約我國核事業(yè)的健康發(fā)展，為解決日益臨近的核廢處置問題，我國已經明確提出在2020年建成核廢處置地下實驗室，2050年建成核廢地下處置庫。放眼全球，全世界各地的核電站每年產生約1萬立方米的核廢物，這對于人類社會的安全，對于人類自身的健康提出了嚴峻的要求。

一般而言，按照放射性物質的半衰期，核廢物可以劃分為高放廢物(如鈾等，半衰期一般以萬年作為單位)，中低放廢物(如鍶、銫等，半衰期一般為幾十年，占比約為所有核廢物的99％)。中低放廢物的處置一般采用淺埋(幾十米深度)，中高放廢物的處置則是一個世界性的難題。核廢處置的核心問題是如何有效阻止、延遲核素從固化體向周圍環(huán)境遷移，核素的遷移是指放射性物質或放射性廢物中的放射性核素從其本身及包裝體向外的移動，其永久安全性及其對地質環(huán)境和生物圈的長期影響越來越受到人們的關注和擔憂。

目前，最常見的核廢物處置方法是采用地質深埋，如常見的礦山式處置庫，位于300～1500米深處；深部鉆孔，如在花崗巖石中鑿一個地下處置庫，則要建在幾千米深處。庫的結構包括天然屏障和工程屏障，以防止廢物中的放射性核素從包裝物中泄漏，但很難保證在長達上百萬年中包裝材料不被腐蝕、地層不變動。

核廢一般以固化體的形式存放于回填材料中，使用多重工程屏障(包括玻璃固化體、罐體、回填材料以及宿主圍巖等)延緩核素向周圍擴散，放入處置庫之后，核廢物會由于罐體破裂、地質事件等原因從固化體中滲出，通過近場(緩沖回填材料)，再逐步向宿主巖體(主要通過地下水)擴散，而后會進入生物圈，土壤，以及水流等等向人類生活圈擴散。

發(fā)明內容

為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠較為準確地刻畫核素在遷移過程中所遇到的不同介質特性，同時簡化了空間域的描述難度的基于概率用于核素近場、遠場遷移評估的空間域描述方法。

本發(fā)明基于概率用于核素近場、遠場遷移評估的空間域描述方法，包括：

空間域的初步構造：采用凸多面體為基礎構造核素遷移的近場、遠場空間；

空間域地質構造的概率設定：根據地質結構的不同，分別對不同的地質結構的空間域進行相關參數的設定，其中地質結構分別分為：多孔介質類、緊密介質類、流體類；

空間域內部地質結構的隨機生成；

空間域的初步構造具體包括：