芬兰核废物管理公司将在奥尔基洛托开展地下水化学建模

2022年4月28日

芬兰核废物管理公司Posiva Oy启动了一个项目，将使用世界最高效的计算机对奥尔基洛托（Olkiluoto）现场基岩的地下水化学进行建模。该项目旨在对未来的乏燃料进行最终处置。

乏燃料最终处置责任方Posiva由芬兰核电公司Fortum和Teollisuuden Voima Oyj共同所有。“这可能是迄今为止世界上最苛刻的地下水化学建模。这一项目的目标是验证长期安全性与经济可持续性之间的平衡，将为未来的工业最终处置开辟道路，”Posiva指出。

四十年来，奥尔基洛托现场一直在进行基岩和地下水建模，以最终处置核废料。现在信息技术的进步为更精确的建模提供了机会，能够分析由于地质和气候变化而导致的地下水化学演变。

3月，Posiva启动了“水文地球化学反应迁移模型”项目，旨在利用高效计算机分析未来长达一百万年的地下水化学变化，然后利用建模结果来确定在奥尔基洛托基岩中要开挖的隧道的回填程度，并加大泄漏限制，作为开挖进展的先决条件。

由于建模时间跨度长，建模区域范围大（约70立方千米），需要很强的计算能力。计算机要计算的内容不少，因为岩石和水之间的每一次反应以及微生物传播的过程都会不断改变环境状况。

该项目将采用世界最高效的计算机平台。在世界范围内，有几个高效计算机平台适合这一项目。其中包括世界计算速度最快的超级计算机LUMI（芬兰语：白雪）。今年，它将在芬兰的Kajaani小镇发挥最大的潜能。LUMI超级计算机占地面积大约相当于一个网球场，重量接近150吨，计算能力超过150万台常规笔记本电脑的总和，即552petaflops或每秒超过5.52亿次浮点运算。其他计算平台包括巴塞罗那的MareNostrum计算机和德国的Forschungscentrum Jülich科学研究中心。

Posiva化学家Tiina Lamminmäki解释说，稍后将为项目选择计算平台。“一旦我们了解了数十万年来地下水化学的变化，我们就能知道什么样的储存设施和工程屏障是最佳的。”

建模分为三个阶段。第一阶段从最后一个冰河时代开展到现在，大约一万年时间。第二阶段延续了一百多年，包括最终处置库的建设和实际的最终处置操作。“在第三阶段，研究人员对乏燃料最终处置设施在2120年代封存以后的地下水化学变化进行了研究，”Lamminmäki说。

未来重要的里程碑包括下一个冰河时代和海洋阶段，届时奥尔基洛托将被水覆盖。冰河时代的时间与气候变化有关，但根据目前的观点，冰川期将在5万年至38万年内发生，具体取决于大气中温室气体的浓度。

（编译：国核自仪陈潇莉，转载请注明出处）