Modelování transportních procesů v bariérách úložišť radioaktivních odpadů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderné chemie

Anotace:

V prvé části předmětu jsou vymezeny charakteristiky modelovaných systémů a pojmů verifikace, validace a simulace. Dále jsou formulovány základní vztahy pro popis migrace v životním prostředí (1D-, 2D- a 3D-modely), s důrazem na porézní vrstvy v blízkém okolí úložišť radioaktivních odpadů. Ve druhé části předmětu je věnována pozornost tvorbě modelu, jeho verifikaci a validaci a metodám získávání parametrů těchto modelů; simulační výpočty migrace jsou demonstrovány na příkladech jednoduchých i složitých systémů.

Požadavky:

Základní znalosti z anorganické chemie, chemie životního prostředí, z fyzikální chemie a aplikací numerických metod k řešení obyčejných a parciálních diferenciálních a regresních úloh.

Osnova přednášek:

1.Charakteristika modelovaných systémů (systém a jeho prvky, matematické modely, modelování, verifikace, validace a simulace) a základní popis procesu migrace v porézních vrstvách. Modely rovnovážné a nerovnovážné dynamiky sorpce.

2.Zákonitosti rovnovážných stavů a kinetiky interakčních procesů v systémech kapalná-pevná fáze (tzv. jedno- a vícesložkové systémy, vliv rovnováhy a kinetiky na migrační proces).

3.Zákonitosti disperzních a konvekčních dějů a jejich vliv na migrační proces.

4.Základní typy modelů šíření kontaminantů v bariérách úložišť radioaktivních odpadů.

5.Přehled základních metod řešení obyčejných a parciálních diferenciálních rovnic.

6.Počítačový model, analogová a číslicová simulace, verifikace a validace počítačového modelu, vliv neurčitosti ve volbě modelu dílčího děje a v hodnotách parametrů dílčích dějů.

7.Verifikace a validace počítačového modelu.

8.Metody získávání parametrů modelů dílčích dějů.

9.Počítačové (numerické) experimenty: faktorové a optimalizační.

10.Praktická cvičení: modelování sorpce vybraných kontaminantů na přírodní látky, výpočet zastoupení forem existence vybraných radionuklidů v roztocích, modelování migrace vybraných radionuklidů v porézní vrstvě bariér ve vybraném systému životního prostředí (preferovaná prostředí: PhreeqC a připravené moduly systému GoldSim).

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura

1.D. Vopálka, K. Štamberg: Modelování a simulace transportu radionuklidů v okolí úložišť radioaktivních odpadů. Studijní materiál KJCH FJFI, 2016

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

Doporučená literatura

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

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

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: