Modelování a simulace migrace radionuklidů v životním prostředí

Garant předmětu:

Dušan Vopálka

Přednášející:

Aleš Vetešník, Dušan Vopálka

Cvičící:

Aleš Vetešník, Dušan Vopálka

Předmět zajišťuje:

katedra jaderné chemie

Anotace:

Seznámení s principy ekologického modelování a jejich aplikací na problematiku migrace radioaktivních kontaminantů v okolí jaderných zařízení. Stavba počítačového modelu a jeho charakteristiky. Modely interakce rozpuštěných látek s přírodními materiály, včetně komplexních vicesložkových modelů. Praktické seznámení s modelování v prostředí PHREEQC. Využití modulů vytvořených v prostředí GoldSim na modelování difúzního transport v porézním prostředí.

Požadavky:

Individuální práce studentů představuje řešení konkrétního úkolu zadaného v rámci problematiky migrace kontaminantů, který bude řešen pomocí nástrojů uvedených v rámci kurzu.

Osnova přednášek:

1.Tvorba modelu, fyzikální a matematický model, modely jako nástroj, modely jako prostředky výzkumu.

2.Zákonitosti rovnovážných stavů a kinetiky interakčních procesů.

3.Popis procesu migrace v porézních vrstvách, šíření kontaminantů ve vodních tocích a nádržích.

4.Experimentální metody studia interakčních a migračních procesů.

5.Základní typy komplexních environmentálních modelů.

6.Základní metody řešení parciálních diferenciálních rovnic.

7.Verifikace a validace počítačového modelu, vliv neurčitosti ve volbě modelu dílčího děje a v hodnotách parametrů dílčích dějů.

8.Tvorba počítačových modelů rovnovážných, kinetických a transportních dějů; metody získávání parametrů dílčích dějů.

9.Metody vyhodnocování experimentů a role simulačních výpočtů s komplexními modely.

10.Migrace radionuklidů v okolí úložišť radioaktivních odpadů.

Osnova cvičení:

1.Metody stanovení parametrů modelů dílčích procesů.

2.Speciační výpočty v prostředí geochemického kódu PHREEQC.

3.Počítačové simulační experimenty, faktorové a optimalizační.

4.Speciace radionuklidů v komplexních systémech.

5.Modelování difúze v prostředí GoldSim.

Cíle studia:

Znalosti: principy tvorby matematických modelů komplexních systémů a jejich využití, formulace modelů dílčích procesů a získávání jejich parametrů, základy modelování transportu kontaminantů v životním prostředí se zaměřením na okolí jaderných zařízení, význam simulačních výpočtů pro charakterizaci bezpečnosti úložišť radioaktivních odpadů.

Schopnosti: základní orientace v postupech geochemického modelování, výběr vhodných modelů dílčích dějů a jejich využití při vyhodnocování laboratorních experimentů, aplikace komplexních modelů (GoldSim) na posuzování chování radioaktivních kontaminantů v bariérových materiálech.

Studijní materiály:

Doporučená literatura

Štamberg K.: Modelování migračních procesů v životním prostředí, vydavatelství ČVUT, Praha 1998.

Grenthe I., Puigdomenech I. (Eds.): Modelling in Aquatic Chemistry, NEA OECD, Paris 1997.

Galson D.A. a Richardson P.J.: PAMINA - Performance Assessment Methodologies in Application to Guide the Development of the Safety Case, Project Summary Report, Galson Sciences Limited, 2011.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Jaderná chemie (povinně volitelný předmět)
• Vyřazování jaderných zařízení z provozu (volitelný předmět)