Прогноз тепловыделения контейнеров с высокорадиоактивными остеклованными отходами

Аннотация

Исследование посвящено моделированию теплового режима контейнеров с высокорадиоактивными остеклованными отходами в пунктах их глубинного захоронения шахтного типа с бентонитовым буфером. Научная проблема заключается в неопределенности радионуклидного состава накопленных алюмофосфатных стекломатриц производственного объединения «Маяк» и ограниченности неразрушающего гамма-спектрометрического анализа для бета-излучателей, в частности стронция-90, вносящего ключевой вклад в тепловыделение. Предложен метод косвенной оценки радионуклидного состава по временным рядам замеров удельного тепловыделения контейнеров во временном хранилище с решением оптимизационной задачи методом наименьших квадратов и Крамера, а также численное решение нестационарного уравнения теплопроводности методом Кранка — Николсон в цилиндрических координатах. Показано, что при наличии случайных аппаратурных погрешностей раздельное определение концентраций цезия-137 и стронция-90 становится неустойчивым, однако введение эффективного суммарного радионуклида обеспечивает прогноз максимальных температур с погрешностью не более полутора процентов. Практическая значимость работы состоит в подтверждении возможности надежной оценки долговременной геоэкологической безопасности пунктов захоронения без необходимости раздельной прецизионной идентификации изотопного состава отходов.