Řešitelé projektu výzkumné centrum „Pokročilé sanační technologie a procesy“ (ARTEC) představují knihu „Modelování transportních procesů v horninovém prostředí“. Kniha vznikla na Technické univerzitě v Liberci a je výsledkem desetiletého výzkumu v oblasti transportních procesů v krystalických horninách. Tento výzkum byl v průběhu let podporován granty GAČR, projekty MŽP, SÚRAO a několika zakázkami. V posledních pěti letech byla hlavní podpora zajištěna ze zdrojů výzkumného centra ARTEC. Lze říci, že kniha shrnuje etapu výzkumné práce v jedné ze sekcí výzkumného centra, která se zabývá počítačovým modelování velmi pomalých procesů souvisejících například s řešením otázek bezpečnosti ukládání radioaktivního odpadu do hlubinných úložišť. Vědecký tým počítačového modelování na Ústavu nových technologií a aplikované informatiky Technické univerzity v Liberci (NTI TUL) je zaměřen především na implementaci a aplikaci počítačových modelů řešících vedle transportu látky i složitější sdružené termo-hydro-mechanické a chemické procesy (THMC).
Autoři knihy
profesor Jiří Maryška, docent Milan Hokr, docentka Jiřina Královcová a docent Jan Šembera
Obsah knihy
Autoři popisují tvorbu modelů fyzikálních a geochemických procesů, které probíhají v horninovém prostředí. V první části vysvětlují a popisují matematické modely transportních procesů a jejich algoritmy pro implementaci. Druhá část knihy obsahuje aplikace modelů. Výsledky modelů byly ověřovány na řadě úloh především v souvislosti s predikcí migrace radionuklidů v inženýrských bariérách i geologické bariéře referenčního projektu hlubinného úložiště vyhořelého jaderného paliva. Prezentované modely vznikaly především v návaznosti na geologické a hydrogeologické výzkumy českého horninového prostředí realizované v převážné většině Českou geologickou službou na lokalitách strážský blok, Potůčky-Podlesí, melechovský masiv. Zkušenosti autorů a výsledky uvedené v této knize vycházejí z výzkumné činnosti Výzkumného centra ARTEC, projektů MŽP a SÚRAO, které kolektiv v uplynulých letech řešil. Modely byly podrobeny benchmarkovým testům i v rámci mezinárodních projektů EBS Task Force a DECOVALEX.
K dostání
Publikace je v současné době k dostání v prodejně skript Technické univerzity v Liberci a bude postupně distribuována do vybraných knihkupectví technické literatury po celé České republice. Základní informace o knize a o tom kde a jak je možné ji získat jsou rovněž uvedeny na Internetové stránce http://www.nti.tul.cz/cz/MTPHP .
Význam matematických modelů
Vědecké týmy Výzkumného centra ARTEC se zabývají predikcí vývoje procesů migrace látek v puklinových systémech granitických masivů, které se budou v místech hlubinného úložiště odehrávat za stovky až desetitisíce let. Modely lze upravit i pro řešení dlouhodobé udržitelnosti kavernových zásobníků plynu, ale i dalších podzemních děl jako jsou tunely, na které zkoumané procesy trvale působí. Na řešení složitých úloh vědci spolupracují s řadou partnerů, jako jsou Česká geologická služba (ČGS), VŠCHT Praha, Ústav jaderného výzkumu v Řeži u Prahy (ÚJV), Správa úložišť radioaktivního odpadu (SÚRAO), Ústav geoniky AV ČR a také s některými firmami jako jsou AQUATEST a.s., Mega a.s. a s řadou dalších.
Vedoucí centra ARTEC profesor Jiří Maryška z Ústavu nových technologií a aplikované informatiky Fakulty mechatroniky, informatiky a mezioborových studií TUL: „Sanační procesy jsou velmi pomalé a trvají mnohdy několik let někdy i desetiletí. Migrační procesy v granitech jsou extrémně pomalé procesy, které je nutné predikovat až na stovky tisíc let, neboť po tuto dobu budou látky nebezpečné pro biosféru. Proto je počítač a matematické modelování jediným prostředkem pro hodnocení zvoleného postupu pro zajištění správného řešení. Počítačové modelování musí být ověřováno experimentální činností, přesto představuje v uvedených aplikacích jediný způsob, který může tento dlouhodobý vývoj zobrazit v průběhu minut“.
Spoluautor knihy docent Jan Šembera z Ústavu nových technologií a aplikované informatiky Fakulty mechatroniky, informatiky a mezioborových studií TUL:
„Výzkum a modelování chemických interakcí je důležitou součástí studia pohybu škodlivých látek v podzemí. V poslední době jsme například vyvinuli věrohodný model mineralizace vody v granitu. Chemické složení vody významně ovlivňuje migrační vlastnosti radionuklidů i jiných kontaminantů v horninovém prostředí a proto kvalitní model mineralizace vody významně zlepší výsledky modelování pohybu radionuklidů v podzemí.“
Poskytovatel dotace – MŠMT – prodloužil smlouvu s Výzkumným centrem Pokročilé sanační technologie a procesy, ve kterém pracuje 111 vědeckých pracovníků z 6 institucí, do roku 2011. Celková státní dotace za 7 let řešení přesáhne 200 milionů korun, k tomu muselo centrum ARTEC zajistit 25 milionů korun z prodeje výsledků své vědeckovýzkumné práce.
Centrum se zabývá nejen výzkumem migračních procesů v souvislosti s hodnocením bezpečnosti ukládání radioaktivního odpadu, ale také výzkumem a vývojem pokročilých sanační technologií založených především na aplikaci nanoželeza, biotechnologiemi pro čištění odpadních vod a konečně i výzkumem a vývojem filtračních materiálů na bázi nanovlákenných struktur pro čištění spalin a průmyslových plynů.
V Liberci dne 15. 6. 2010
PhDr. Jaroslava Kočárková
mluvčí TUL
mobil: 602 770 114
15. června 2010