Русский / English 
NUCLEAR SAFETY INSTITUTE OF THE
RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
INSTITUTERESEARCHPROJECTSSCIENCE AND EDUCATIONNEWSCONTACTS
 

GERA


Развитие перспективных реакторных технологий следует увязывать с долгосрочными планами по захоронению радиоактивных отходов. Необходимость оптимизации ядерного топливного цикла (ЯТЦ) по критерию минимизации активности образующихся РАО может означать не только переоценку различных топливных циклов, но и введение дополнительных требований к рабочим характеристикам и направлениям развития ядерных реакторов на «тепловых» и быстрых нейтронах, к технологиям переработки ОЯТ, и т.д.

Современный подход к обращению с радиоактивными и токсичными отходами предполагает проведение тщательного системного анализа безопасности технологий и объектов захоронения РАО. Вычислительную базу такого анализа составляют компьютерные коды, построенные на основе физических моделей процессов фильтрации и переноса радиоактивных веществ в геологических средах.

Расчетный код GeRaВ 2012—2018 гг. ИБРАЭ РАН совместно с ИВМ им. Г.И. Марчука РАН в рамках проекта «Коды нового поколения» проектного направления «Прорыв» разработан программный комплекс трехмерного гидрогеологического моделирования GeRa (Geomigration of Radionuclides), предназначенный для трехмерного геофильтрационного и геомиграционного моделирования процессов миграции радионуклидов в подземных водах и реализующий высокоэффективные численные методы дискретизации, построения адаптивных расчетных сеток, решения линейных и нелинейных систем.

Программный комплекс оптимизирован для решения ресурсоемких задач на современных суперкомпьютерах с параллельной организацией. Он ориентирован на «мультифизичное» моделирование с возможностью учета процессов фильтрации и многокомпонентного переноса примеси в однородных и двупористых средах, радиоактивного распада, конвекции и теплопереноса, химических взаимодействий в системе вода-порода, взаимодействия грунтовых и поверхностных вод.

 

Расчетный код нового поколения GeRa может быть использован для:

  • обоснования безопасности объектов замкнутого ЯТЦ и окончательной изоляции РАО различного уровня активности;
  • решения задач защиты подземных вод от загрязнений различной природы;
  • оценки запасов подземных вод;
  • прогнозирования подтопления и расчета дренажей;
  • обоснования и сопровождения систем мониторинга и реабилитации.

Функциональные возможности комплекса планомерно будут расширяться для учета геомеханических, биологических и других процессов, способных повлиять на безопасность захоронения РАО.

В настоящее время расчетный код GeRa успешно применяется при решении задач обоснования долговременной безопасности объектов ядерного наследия и пунктов захоронения РАО, в том числе для гидрогеологического моделирования проектируемого ПГЗРО в Нижнеканском массиве, площадок ПЗРО в Северске и Новоуральске, выводимого из эксплуатации промышленного уран-графитового реактора, полигона закачки жидких РАО в глубокие водоносные горизонты «Северный».

Расчетный код GeRa, расчетный код ГеРа

Результаты прогнозного расчета по коду GeRa миграции загрязнения в грунтовых водах от пункта приповерхностного захоронения РАО

 

Основные возможности расчетного кода GeRa:

  • Обеспечение интуитивно понятного и простого в освоении графического интерфейса для проведения всего цикла моделирования и верификации.
  • Создание геологической модели с возможностью загрузки данных, подготовленных в сторонних программах.
  • Использование методов геостатистики и интерполяции для построения геологических слоев.
  • Расчет на неструктурированных локально сгущающихся расчетных сетках, для построения которых имеются два генератора.
  • Возможность моделирования большого количества различных физических процессов, таких как фильтрация в напорно-безнапорном и насыщенно-ненасыщенном режимах, адвективный и диффузионно-дисперсионный перенос, плотностная конвекция и многие другие.
  • Учет химических реакций, а также расчет радиоактивного распада с учетом цепочек распада.
  • Возможность проведения расчетов с использованием высокопроизводительных систем в параллельном режиме.
  • Встроенные возможности визуализации результатов расчета, их анализа и верификации моделей на натурных данных.
  • Сеточно-независимое задание параметров модели.

 

расчетный код ГЕРА

Интенсивность разработки расчетного кода GeRa в сравнении с зарубежными аналогами (экспертная оценка)

Версия расчетного кода GeRa/V1 прошла государственную аттестацию в Ростехнадзоре (аттестационный паспорт программного средства №443 от 17.04.2018 г.). В настоящее время готовится к аттестации версия расчетного кода GeRa/V2, обладающая расширенными возможностями моделирования.

В отчетном докладе на общем собрании Российской академии наук 23 апреля 2019 года президент РАН А.М. Сергеев представил программный комплекс GeRa как один из пяти основных научных результатов РАН в разделе «Математика и Информатика» за 2018 год.

© лаборатория геомиграционного моделирования



Теги: Gera водный баланс геомиграция Геополис геохимия ГеРа гидрогеологическое моделирование дренаж захоронение РАО код неструктурированные сетки Нижнеканский массив оценка безопасности оценка запасов параллельные расчеты перенос радионуклидов ПИЛ плотностная конвекция подземные воды Расчетный код Расчетный код Gera тепловая конвекция участок Енисейский фильтрация
IBRAE RAN © 2013 Site map | Feedback