Компьютерное прогнозирование пространственного распределения концентрации Cs-137 в почве

Компьютерное прогнозирование распространения радиоактивных загрязнений в почвах является перспективным научным направлением ввиду того, что прогнозирование развития радиационной обстановки на основе экспериментальных измерений удельной активности радионуклидов требует применения методов математической и компьютерной обработки данных. При этом большинство специализированных программных средств, используемых для прогнозирования распространения радиоактивных загрязнений в почвах, основано на одномерных и двумерных идеализациях этого процесса, тогда как для решения задачи комплексной оценки состояния биосферы
требуются данные о пространственном распределении загрязняющих веществ. Для получения таких данных автором был разработан программный модуль в составе ПК (программного комплекса) SPS (Simulation of Processes in Soil) v2.0, позволяющий прогнозировать параметры пространственной миграции радионуклидов в природных дисперсных средах. Для оценки возможности применения разработанного программного обеспечения на практике была проведена верификация результатов прогнозирования с экспериментальными данными. Для этого выполнялось прогнозирование пространственного распределения концентрации Сs-137 на опытной площадке СПК «Новое
Полесье» Лунинецкого района Брестской области c использованием данных полевых измерений активностей Сs-137 и почвенных характеристик. Сравнение результатов, полученных на основе экспериментальных измерений и прогнозируемых значений пространственного распределения концентрации Cs-137, показало, что прогнозируемые значения находятся в пределах доверительных интервалов измеряемых величин. Следовательно, разработанные программные средства могут применяться для решения практических задач в области прогнозирования миграции радионуклидов с получением достоверной картины их распространения по объему области моделирования и для осуществления комплексной оценки их влияния на окружающую среду.

1. Компьютерное моделирование миграции загрязняющих веществ в природных дисперсных средах / С. П. Кундас [и др.]. – Минск, 2011. – 212 с.

2. Шалькевич, П. К. Модель и алгоритмы для прогнозирования миграции радионуклидов в природных дисперсных средах с применением технологий параллельных вычислений / П. К. Шалькевич. – Минск, 2019. – 136 с.

3. Макаревич, Т. А. Радиоэкология / Т. А. Макаревич. – Минск, 2013. – 136 с.

4. Авдонина, А. Б. Прогнозирование миграции трития из хранилищ радиоактивных отходов / А. Б. Авдонина // Комплексные и отраслевые проблемы науки и пути их решения: сб. ст. по итогам Междунар. науч.-практ. конф. (Ижевск, 13 июля 2020 г.). – Стерлитамак, 2020. – С. 20–23.

5. Шалькевич, П. К. Программный модуль для 3D анализа миграции загрязняющих веществ в природных дисперсных средах / П. К. Шалькевич, С. П. Кундас, А. Г. Яскевич // Сахаровские чтения 2015 года: экологические проблемы XXI века: материалы 15-й Междунар. науч. конф., Минск, 21–22 мая 2015 г. – Минск, 2015. – С. 316–317.

6. Кундас, С. П. Методы долгосрочного прогнозирования взаимосвязанного тепловлагопереноса и миграции загрязняющих веществ в природных дисперсных средах с применением технологии параллельных вычислений / С. П. Кундас, П. К. Шалькевич, И. А. Гишкелюк // Материалы респ. науч.-практ. конф. «Радиация, экология и техносфера = Radiation, environment and man-risk factor». Гомель, 3–4 дек. 2015. – Минск, 2015. – С. 153–157.

7. Международный чернобыльский проект. Технический доклад. Оценка радиологических последствий и защитных мер. Доклад МКК- IAEA. – Вена, 1992. – 740 с.

8. Хилько, О. С. Алгоритмы и программные средства прогнозирования латеральной миграции радионуклидов с речных водосборов на основе нейросетевых технологий / О. С. Хилько. – Минск, 2014. – 190 с.

9. Мироненко, В. А. Проблемы гидрогеоэкологии. Прикладные исследования / В. А. Мироненко, В. Г. Румынин. – М., 2002. – 504 с.

10. Conceptual and numerical modelling of radionuclide transport in near-surface systems at Forsmark. SR-Site Biosphere. Svensk karnbranslehantering AB, SkB R-10-30: Report / À. Piqué [et al.]. – Stockholm, 2010. – 147 p.

11. Conceptual and Numerical Modeling of Radionuclide Transport and Retention in Near-Surface Systems / À. Piqué [et al.] // AMBIO. – 2013. – Vol. 42, N 4. – P. 476–487. https://doi.org/10.1007/s13280-013-0399-1

12. Miracapillo, C. Numerical Simulation of Radionuclides Migration in the Far Field of a Geological Repository / C. Miracapillo, L. Ferroni // Energy Procedia. – 2015. – Vol. 82. – P. 848–854. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.11.823

13. Segerlind, L. J. Applied Finite Element Analysis / L. J. Segerlind. – New York; London; Sydney; Toronto, 1976. – 422 p. 14. Создание и обеспечение функционирования единой системы мониторинга радиоактивного загрязнения на территории Днепровско-Сожского водосбора. – Минск, 1999. – 50 с.

14. Цыбулько, Н. Н. Оптимизация использования загрязненных радионуклидами сельскохозяйственных земель и агрохимических защитных мероприятий в отдаленный период чернобыльской аварии / Н. Н. Цыбулько. – Минск, 2017. – 47 с.