[发明专利]基于概率用于核素近场、远场迁移评估的空间域描述方法

说明书

本发明涉及一种基于概率用于核素近场、远场迁移评估的空间域描述方法，所述方法包括：空间域的初步构造：采用凸多面体为基础构造核素迁移的近场、远场空间；空间域地质构造的概率设定：根据地质结构的不同，分别对不同的地质结构的空间域进行相关参数的设定，其中地质结构分别分为：多孔介质类、紧密介质类、流体类；空间域内部地质结构的随机生成。

技术领域

本发明涉及一种基于概率用于核素近场、远场迁移评估的空间域描述方法。

背景技术

核废物来源于核电站、国防军事工业、核医疗等等，具体是指含有α、β和γ辐射的不稳定元素并伴随有热产生的无用材料。以核电站为例，一台1000兆瓦核电站的年核废物中含有10公斤的镎-237和20公斤的锝-99，如以非专业人员允许的年接受辐射剂量率为标准，那么上述核废物即使贮存100万年，仍高出允许剂量的3000万倍。这些核废物需要消耗巨量的自然资源才能满足环境要求(如果直接排放，需用6亿吨水稀释镎-237，用3000万吨水稀释锝)。核废物一旦泄露，进入环境中，会引起水、大气、土壤等的污染，然后会通过各种途径进入人类生活的生物圈，最终进入人体，当放射性辐射超过一定水平，就能杀死细胞，妨碍正常细胞分裂和再生，引起细胞内遗传信息的突变，从而造成各种各样的疾病，例如癌症、白内障、失明、生长迟缓，生育力下降等，还会造成胎儿畸形、流产，死亡等遗传效应。

截止2012年，我国已经有15个核反应堆投入运行，另有26个在建，每年所产生的核废物数量巨大，如果无法安全妥善处置核废物，将对我国人民和社会产生巨大的不良影响，也会制约我国核事业的健康发展，为解决日益临近的核废处置问题，我国已经明确提出在2020年建成核废处置地下实验室，2050年建成核废地下处置库。放眼全球，全世界各地的核电站每年产生约1万立方米的核废物，这对于人类社会的安全，对于人类自身的健康提出了严峻的要求。

一般而言，按照放射性物质的半衰期，核废物可以划分为高放废物(如铀等，半衰期一般以万年作为单位)，中低放废物(如锶、铯等，半衰期一般为几十年，占比约为所有核废物的99％)。中低放废物的处置一般采用浅埋(几十米深度)，中高放废物的处置则是一个世界性的难题。核废处置的核心问题是如何有效阻止、延迟核素从固化体向周围环境迁移，核素的迁移是指放射性物质或放射性废物中的放射性核素从其本身及包装体向外的移动，其永久安全性及其对地质环境和生物圈的长期影响越来越受到人们的关注和担忧。

目前，最常见的核废物处置方法是采用地质深埋，如常见的矿山式处置库，位于300～1500米深处；深部钻孔，如在花岗岩石中凿一个地下处置库，则要建在几千米深处。库的结构包括天然屏障和工程屏障，以防止废物中的放射性核素从包装物中泄漏，但很难保证在长达上百万年中包装材料不被腐蚀、地层不变动。

核废一般以固化体的形式存放于回填材料中，使用多重工程屏障(包括玻璃固化体、罐体、回填材料以及宿主围岩等)延缓核素向周围扩散，放入处置库之后，核废物会由于罐体破裂、地质事件等原因从固化体中渗出，通过近场(缓冲回填材料)，再逐步向宿主岩体(主要通过地下水)扩散，而后会进入生物圈，土壤，以及水流等等向人类生活圈扩散。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够较为准确地刻画核素在迁移过程中所遇到的不同介质特性，同时简化了空间域的描述难度的基于概率用于核素近场、远场迁移评估的空间域描述方法。

本发明基于概率用于核素近场、远场迁移评估的空间域描述方法，包括：

空间域的初步构造：采用凸多面体为基础构造核素迁移的近场、远场空间；

空间域地质构造的概率设定：根据地质结构的不同，分别对不同的地质结构的空间域进行相关参数的设定，其中地质结构分别分为：多孔介质类、紧密介质类、流体类；

空间域内部地质结构的随机生成；

空间域的初步构造具体包括：