法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-06-28
公开
发明专利申请公布
技术领域
本发明涉及放射性废物处置技术领域，特别是涉及一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法及系统，适用于对核素在孔隙介质和弱导水性的裂隙介质中衰变迁移过程的模拟。
背景技术
放射性废物安全处置是放射性废物管理的关键一环，是确保核能可持续发展的重要保障。在复杂地下环境长期作用下，放射性核素可能会出现脱稳，从放射性废物处置设施中释放并迁移到地质环境中，造成局部地下水的污染，甚至随地下水迁移到达生物圈引起生态环境安全风险。因此，必须通过安全评价，对放射性核素在处置设施多重屏障系统中的释放和迁移过程进行模拟预测，以评价放射性废物处置设施的长期安全性，为其设计优化和安全防护提供支撑。
放射性废物处置设施多重屏障系统包含源项、工程屏障、天然屏障和生物圈等子系统，这些子系统多为孔隙介质，核素在其中迁移速度极其缓慢。与此同时，部分天然屏障为弱导水性的裂隙介质(裂隙不发育或不连通)，核素在其中迁移速度也极其缓慢，因此可近似为核素在孔隙介质中的迁移过程。核素随地下水在孔隙介质或弱导水性裂隙介质中的迁移，涉及物理、化学、生物等多场多尺度的耦合过程，迁移机理复杂，且放射性衰变贯穿始终。放射性废物处置设施安全评价开展过程中，一般无法对所有的核素迁移过程进行精确的模拟，这就需要在评价的过程中对多重屏障系统中的核素迁移过程进行概化和近似，形成数学上、数值方法和算法上均可实现的计算功能要求，以便实现对多重屏障系统全过程中核素迁移过程的可靠模拟。现有的以现实(精确)模拟为核心的核素迁移模拟解决方案，缺乏万年尺度上进行可靠评价的方式，无法直接应用到放射性废物处置设施安全评价中。因此，有必要建立一种适用于万年尺度安全评价需要的核素迁移模拟方法，为放射性废物处置安全评价提供可行的解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法及系统，以在万年尺度上实现对核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中衰变迁移过程的可靠模拟。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法，包括：
结合万年时间尺度上安全评价的需要，对核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行概化，获得概化后核素迁移过程；
在所述概化后核素迁移过程基础上，建立核素在概化后单元中衰变迁移的控制方程；所述概化后单元为孔隙单元或由孔隙单元链接而成的含水通道；
建立所述控制方程的初始条件和边界条件；
在不同的模拟时段内，在所述初始条件和边界条件下求解所述控制方程，得到核素通过所述概化后单元后的质量通量；
根据所述不同的模拟时段内所述核素通过所述概化后单元后的质量通量，对所述核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行模拟。
可选地，所述结合万年时间尺度上安全评价的需要，对核素在孔隙介质中的迁移过程进行概化，获得概化后核素迁移过程，具体包括：
结合万年以上的安全评价要求，根据所述核素在放射性废物处置设施多重屏障系统不同子系统中的迁移过程的差异性，将核素在孔隙介质中的迁移过程概化为在均匀连续的孔隙单元间的迁移过程；所述孔隙介质包括源项、工程屏障、天然屏障、生物圈。
可选地，所述结合万年时间尺度上安全评价的需要，对核素在弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行概化，获得概化后核素迁移过程，具体包括：
结合万年以上的安全评价要求，根据所述核素在放射性废物处置设施多重屏障系统不同子系统中的迁移过程的差异性，将核素在弱导水性裂隙介质中以对流-扩散形式为主的迁移过程概化为核素随地下水在一维含水通道中的迁移过程；所述含水通道为孔隙单元以预设方式链接而成的含水层连续流通道。
可选地，所述在所述概化后核素迁移过程基础上，建立核素在概化后单元中衰变迁移的控制方程，具体包括：
在所述概化后核素迁移过程基础上，建立核素在概化后单元中衰变迁移的控制方程
可选地，所述建立所述控制方程的初始条件和边界条件，具体包括：
以给定初始时刻的核素质量作为所述控制方程的初始条件；
以给定边界单位空间上流入和流出的流量作为所述控制方程的边界条件。
可选地，在所述根据所述不同的模拟时段内所述核素通过所述概化后单元后的质量通量，对所述核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行模拟之后，还包括：
以曲线图和表格的可视化形式显示模拟结果。
一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟系统，包括：
迁移过程概化模块，用于结合万年时间尺度上安全评价的需要，对核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行概化，获得概化后核素迁移过程；
控制方程建立模块，用于在所述概化后核素迁移过程基础上，建立核素在概化后单元中衰变迁移的控制方程；所述概化后单元为孔隙单元或由孔隙单元链接而成的含水通道；
初始和边界条件建立模块，用于建立所述控制方程的初始条件和边界条件；
控制方程求解模块，用于在不同的模拟时段内，在所述初始条件和边界条件下求解所述控制方程，得到核素通过所述概化后单元后的质量通量；
迁移过程模拟模块，用于根据所述不同的模拟时段内所述核素通过所述概化后单元后的质量通量，对所述核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行模拟。
可选地，所述迁移过程概化模块具体包括：
孔隙介质中迁移过程概化单元，用于结合万年以上的安全评价要求，根据所述核素在放射性废物处置设施多重屏障系统不同子系统中的迁移过程的差异性，将核素在孔隙介质中的迁移过程概化为在均匀连续的孔隙单元间的迁移过程；所述孔隙介质包括源项、工程屏障、天然屏障、生物圈。
可选地，所述迁移过程概化模块具体包括：
弱导水性裂隙介质中迁移过程概化单元，用于结合万年以上的安全评价要求，根据所述核素在放射性废物处置设施多重屏障系统不同子系统中的迁移过程的差异性，将核素在弱导水性裂隙介质中以对流-扩散形式为主的迁移过程概化为核素随地下水在一维含水通道中的迁移过程；所述含水通道为孔隙单元以预设方式链接而成的含水层连续流通道。
可选地，所述初始和边界条件建立模块具体包括：
初始条件建立单元，用于以给定初始时刻的核素质量作为所述控制方程的初始条件；
边界条件建立单元，用于以给定边界单位空间上流入和流出的流量作为所述控制方程的边界条件。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法及系统，所述方法包括：结合万年时间尺度上安全评价的需要，对核素在孔隙介质或弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行概化，获得概化后核素迁移过程；在所述概化后核素迁移过程基础上，建立核素在孔隙单元或由孔隙单元链接而成的含水通道中衰变迁移的控制方程；建立所述控制方程的初始条件和边界条件；在不同的模拟时段内，在所述初始条件和边界条件下求解所述控制方程，得到核素通过孔隙单元或含水通道后的质量通量；根据所述不同的模拟时段内所述核素通过孔隙单元或含水通道后的质量通量，对所述核素在孔隙介质或弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行模拟。采用本发明方法能够在万年尺度上实现对核素在孔隙介质或弱导水性裂隙介质中衰变迁移过程的可靠模拟，适用于放射性废物处置设施的安全评价，也可用于环境保护与污染治理领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的六核素对流测试结果对比图；
图3为本发明实施例提供的22核素扩散测试结果对比图；其中图3(a)为第1～10种核素扩散测试结果对比图；图3(b)为第11～18种核素扩散测试结果对比图；图3(c)为第19～22种核素扩散测试结果对比图；
图4为本发明实施例提供的六核素对流扩散测试结果对比图；
图5为本发明实施例提供的核素Tc-99和核素Cs-135的固定质量通量对比结果示意图；
图6为本发明实施例提供的核素Tc-99和核素Cs-135的变化质量通量对比结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法，以在万年尺度上实现对核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中衰变迁移过程的可靠模拟。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法的流程图。参见图1，本发明一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法包括：
步骤101：结合万年时间尺度上安全评价的需要，对核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行概化，获得概化后核素迁移过程。
放射性废物处置设施多重屏障系统包含源项、工程屏障、天然屏障和生物圈等子系统，这些子系统多为孔隙介质，而部分天然屏障为弱导水性裂隙介质。本发明方法的研究对象包括孔隙介质和弱导水性裂隙介质。
放射性废物处置相关的孔隙介质包括源项、工程屏障、天然屏障、生物圈等，核素在孔隙介质中的迁移过程涉及多个物理过程，包括放射性衰变、对流、扩散、吸附等。结合万年以上的安全评价要求，根据所述核素在放射性废物处置设施多重屏障系统不同子系统中的迁移过程的差异性，将核素在孔隙介质中的迁移过程概化为在均匀连续的孔隙单元间的迁移过程，并简化近似如下：对流过程只与流体的流速有关，与其他因素无关；扩散过程在一个时间步长内可达到平衡；核素的迁移过程符合质量平衡；介质通常为流体。
放射性废物处置的天然屏障包含弱导水性的裂隙介质，核素在弱导水性裂隙介质中的迁移过程涉及多个物理过程，包括放射性衰变、对流、弥散、吸附等。结合万年以上的安全评价要求，根据所述核素在放射性废物处置设施多重屏障系统不同子系统中的迁移过程的差异性，将核素在弱导水性裂隙介质中以对流-扩散形式为主的迁移过程概化为核素随地下水在一维含水通道中的迁移过程。所述含水通道实质上是孔隙单元预设方式链接而成的含水层连续流通道。
步骤102：在所述概化后核素迁移过程基础上，建立核素在概化后单元中衰变迁移的控制方程。
由于本发明方法的研究对象包括孔隙介质和弱导水性裂隙介质，并且在步骤101中将核素在孔隙介质中的迁移过程概化为在均匀连续的孔隙单元间的迁移过程，将核素在弱导水性裂隙介质中以对流-扩散形式为主的迁移过程概化为核素随地下水在一维含水通道中的迁移过程，因此当研究对象为孔隙介质时，所述概化后单元为孔隙单元；当研究对象为弱导水性裂隙介质时，所述概化后单元为含水通道。含水通道实质上是孔隙单元以预设方式链接而成的含水层连续流通道，它可以模拟核素在饱和(垂直)带的垂直输送，以及在含水层、河流和河道中的运移过程。
孔隙单元或含水通道(下文也写为孔隙单元/含水通道)中核素i的质量变化遵从如下的质量平衡控制方程：
式(1)中，Mmi为孔隙单元/含水通道m中核素i的质量通量(g/a)；M
式(1)中，孔隙单元/含水通道中核素的质量变化主要由自身衰变项-M
下面分别给出了衰变过程、对流过程和扩散过程的控制方程。
(2.1)衰变过程控制方程
核素在孔隙单元/含水通道中的衰变过程是由自身衰变项和内生长项组合而成，如式(2)所示。
其中，m′
(2.2)对流控制方程
核素i在对流作用下从孔隙单元/含水通道m迁移到孔隙单元/含水通道n的质量通量
其中，q表示流体介质在孔隙单元/含水通道m中迁移的流速(m
(2.3)扩散控制方程
当孔隙介质/弱导水性裂隙介质内流体流速缓慢或静止时，流体介质内的核素i在扩散作用下进行迁移。核素i在扩散作用下从孔隙单元/含水通道m迁移到孔隙单元/含水通道n的质量通量
其中，D
步骤103：建立所述控制方程的初始条件和边界条件。
在求解所述控制方程时，以给定初始时刻(t＝0)的核素质量作为初始条件，以给定边界单位空间上流入和流出的流量作为边界条件，并影响质量控制方程(1)的解。
步骤104：在不同的模拟时段内，在所述初始条件和边界条件下求解所述控制方程，得到核素通过所述概化后单元后的质量通量。
在求解所述控制方程(1)时，需要构建求解核素通过孔隙单元/含水通道后的质量通量的耦合微分方程组。微分方程组的求解过程中稀疏矩阵求逆过程中使用全选主元高斯-约当消去法，微分方程组的求解基于向后隐式差分迭代求解。在孔隙单元/含水通道中，任何属于衰变链的核素都通过方程耦合在一起。为每个孔隙单元/含水通道中的每个衰变族建立一组单独的耦合微分方程(一个衰变族由所有具有共同元素的衰变链组成)，如式(5)所示：
M℃＝[DI+FL]M+W (5)
其中，M′为包含衰变族中所有核素的质量通量矩阵(g/s)；M为包含衰变族中所有核素的质量矩阵(g)；DI为包含衰变组中衰变与增长率的矩阵(1/s)；FL为对流引起的孔隙单元/含水通道内部通过质量通量连接的质量变化率矩阵(1/s)；W为外部源汇项的质量通量矩阵(g/s)。
采用向后的时间隐式差分对孔隙单元/含水通道进行求解，获得核素通过孔隙单元/含水通道后的质量通量：
M(t+Δt)＝[I-ΔtDI-ΔtFL]
式(6)中，I表示从孔隙单元/含水通道流出的核素在其离开的那一刻不再衰减。当核素进入下一个孔隙单元/含水通道时，衰减过程恢复。假定从上一个孔隙单元/含水通道流出的核素均匀流入下一个孔隙单元/含水通道。
步骤105：根据所述不同的模拟时段内所述核素通过所述概化后单元后的质量通量，对所述核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行模拟。
在进行核素在孔隙介质或弱导水性裂隙介质中迁移过程的模拟时，需首先定义模拟过程的输入参数，输入参数定义及范围如表1和表2所示。
表1孔隙介质迁移过程模拟的输入参数定义及范围
表2弱导水性裂隙介质迁移过程模拟的输入参数定义及范围
参见表1和表2，所述输入参数包括基本参数、入口流量通量参数、出口流量通量参数。
(1)基本参数
基本参数指的是模拟计算时需要输入的固体介质、流体介质、核素等属性参数。
其中固体介质属性参数包括固体介质质量(kg)、固体介质密度(kg/m
流体介质属性参数包括流体体积(m
核素属性参数包括核素半衰期(a)、摩尔质量(g/mol)、初始物质的量(mol)、衰变速率(1/a)、活度(Bq/g)等，作为核素衰变过程计算的默认参数(常数)。
(2)入口流量通量参数
入口流量通量参数包括入口端连接的模型名称、入口端流体流速(m
(3)出口流量通量参数
出口流量通量参数包括出口端连接的模型名称、出口端流体流速(m
在控制方程(1)的计算中，核素的质量可以通过以下两种方式传入孔隙单元/含水通道：直接定义孔隙单元/含水通道的初始物质的量；借助质量通量与其他孔隙单元/含水通道相连接。用户可以设定质量通量、入口端流体流速和出口端流体流速，通过前向模块的质量输出，各核素在计算的各个时间步长内进入到孔隙单元/含水通道中。在研究对象为孔隙介质时，所述控制方程(1)也可称为孔隙单元网络模型；在研究对象为弱导水性裂隙介质时，所述控制方程(1)也可称为含水通道网络模型。孔隙单元/含水通道网络模型中各孔隙单元/含水通道通过扩散、对流或扩散对流耦合相互连接，孔隙单元/含水通道网络模型与下游网络模型可以通过对流连接，输出形式主要是核素质量通量，即式(1)中的M′
在实际应用中，明确孔隙单元/含水通道连接结构，确定孔隙单元/含水通道数量及连接方式，根据核素迁移过程的控制方程(1)及其求解方法，以Fortran语言编写计算机代码，实现对孔隙单元/含水通道中核素迁移的模拟功能。设置时间步长分段，在不同的模拟时段内，获得核素质量通量计算结果。以曲线图和表格等可视化形式显示该计算结果，还可以提供表格与图片数据导出保存、数据选择、曲线图样式定制、曲线图拖动与缩放等功能。
本发明一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法，属于地下水溶质运移数值模拟研究。在研究对象为孔隙介质时，可实现对核素源项释放、工程屏障、天然屏障和生物圈中核素迁移过程的模拟；在研究对象为弱导水性裂隙介质时，可实现对核素随地下水在固体介质中传输的一维含水通道模型的模拟，适用于放射性废物处置设施的安全评价，也可用于环境保护与污染治理领域。
下面选择典型实例，对本发明建立的孔隙单元网络模型和含水通道网络模型分别进行有效性测试。选取了包含4n，4n+1，4n+2，4n+3四条衰变链与两个无子体核素在内共计22种核素进行孔隙单元/含水通道迁移的有效性测试，测试孔隙单元/含水通道网络模型的模拟可靠性和计算精度。测试核素的半衰期范围涵盖了10
表3核素基本数据表
表4各元素溶解度，缓冲回填材料的吸附系数和扩散系数
表5孔隙单元网络模型的物性参数
表6含水通道网络模型的物性参数
表7模拟中使用的基础时间步长分段
(1)孔隙单元网络模型的对流测试
当仅有对流作用存在时，选取Pu-242、U-238、U-234、Th-230、Ra-226、Pb-210这一条六元衰变链为例，设计了一组包含源项、缓冲回填材料两个屏障顺次连接的测试示例，其中缓冲回填材料由5个顺次连接的孔隙单元表示。源项与缓冲回填材料以及缓冲回填材料诸元之间为扩散连接。孔隙单元网络模型和GoldSim软件各参数设置完全一致。图2为对流测试案例下，孔隙单元网络模型和GoldSim软件计算结果对比图，图中实线表示的是孔隙单元网络模型的计算结果，图中方块表示的是GoldSim软件的计算结果。总体上，孔隙单元网络模型的计算结果与GoldSim软件计算结果拟合较好，其计算结果满足误差在同一个数量级的要求，表明本发明孔隙单元网络模型能够在万年尺度上实现对核素在孔隙介质中衰变迁移过程的可靠模拟。
(2)孔隙单元网络模型的扩散测试
当仅有扩散作用存在时，对表3中所列举的全部22个核素进行了模拟。本发明孔隙单元网络模型和GoldSim软件各参数设置完全一致。图3为扩散测试案例下，孔隙单元网络模型与GoldSim软件计算结果对比图，图中实线表示本发明孔隙单元网络模型测试结果，图中方块表示Goldsim软件测试结果。总体上，在只有扩散的条件下，二者拟合结果很好，验证了本发明孔隙单元网络模型中对扩散机制的数学模型构建是可信的。
(3)孔隙单元网络模型的对流扩散测试
当同时考虑对流和扩散两种作用时，以Pu-242、U-238、U-234、Th-230、Ra-226、Pb-210这一条六元衰变链为例进行了测试，孔隙单元网络模型和GoldSim软件各参数设置完全一致。图4为同时考虑对流和扩散两种迁移过程的测试案例下，孔隙单元网络模型与GoldSim软件计算结果对比图，图中实线表示的是孔隙单元网络模型的计算结果，图中方块表示的是GoldSim软件的计算结果。总体上，与Goldsim软件相比，二者拟合结果很好，二者计算误差均不超过1个数量级。
(4)含水通道网络模型的固定质量通量测试
对表3中所列举的全部22个核素进行了模拟，设计了一个包含孔隙单元网络模型、含水通道网络模型和单裂隙网络模型的顺次链接模型。在整个100万年的模拟周期，各核素的输入质量通量为定值(0.01kg/a)。含水通道网络模型和Goldsim软件各参数设置完全一致。图5为测试案例下，含水通道网络模型和GoldSim软件计算结果对比图(以核素Tc-99和Cs-135为例进行说明)。其中出口质量通量结果图中的实线表示的是含水通道网络模型的计算结果，图中方块表示的是GoldSim软件的计算结果。总体上，含水通道网络模型的计算结果与GoldSim软件计算结果拟合较好，核素在整个模拟周期的相对误差均在2％以内。
(5)含水通道网络模型的变化质量通量测试
对表3中所列举的全部22个核素进行了模拟，设计了一个包含孔隙单元网络模型、含水通道网络模型和单裂隙网络模型的顺次链接模型。将孔隙单元的输出质量通量作为含水通道的入口端核素质量通量，并设定该值为一变化值。含水通道网络模型和Goldsim软件各参数设置完全一致。图6为测试案例下，含水通道网络模型和GoldSim软件计算结果对比图(以核素Tc-99和Cs-135为例进行说明)。其中出口质量通量结果图中实线表示的是含水通道网络模型的计算结果，图中方块表示的是GoldSim软件的计算结果。总体上，含水通道网络模型的计算结果与GoldSim软件计算结果拟合较好，核素在整个模拟周期的相对误差均在2％以内，表明本发明含水通道网络模型能够在万年尺度上实现对核素在弱导水性裂隙介质中衰变迁移过程的可靠模拟。
基于本发明提供的所述核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法，本发明还提供一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟系统，所述系统包括：
迁移过程概化模块，用于结合万年时间尺度上安全评价的需要，对核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行概化，获得概化后核素迁移过程；
控制方程建立模块，用于在所述概化后核素迁移过程基础上，建立核素在概化后单元中衰变迁移的控制方程；所述概化后单元为孔隙单元或由孔隙单元链接而成的含水通道；
初始和边界条件建立模块，用于建立所述控制方程的初始条件和边界条件；
控制方程求解模块，用于在不同的模拟时段内，在所述初始条件和边界条件下求解所述控制方程，得到核素通过所述概化后单元后的质量通量；
迁移过程模拟模块，用于根据所述不同的模拟时段内所述核素通过所述概化后单元后的质量通量，对所述核素在孔隙介质和弱导水性裂隙介质中的迁移过程进行模拟。
其中，所述迁移过程概化模块具体包括：
孔隙介质中迁移过程概化单元，用于结合万年以上的安全评价要求，根据所述核素在放射性废物处置设施多重屏障系统不同子系统中的迁移过程的差异性，将核素在孔隙介质中的迁移过程概化为在均匀连续的孔隙单元间的迁移过程；所述孔隙介质包括源项、工程屏障、天然屏障、生物圈；
弱导水性裂隙介质中迁移过程概化单元，用于结合万年以上的安全评价要求，根据所述核素在放射性废物处置设施多重屏障系统不同子系统中的迁移过程的差异性，将核素在弱导水性裂隙介质中以对流-扩散形式为主的迁移过程概化为核素随地下水在一维含水通道中的迁移过程；所述含水通道为孔隙单元以预设方式链接而成的含水层连续流通道。
所述初始和边界条件建立模块具体包括：
初始条件建立单元，用于以给定初始时刻的核素质量作为所述控制方程的初始条件；
边界条件建立单元，用于以给定边界单位空间上流入和流出的流量作为所述控制方程的边界条件。
本发明提供的一种核素在孔隙单元中衰变迁移的模拟方法及系统，主要包括：确定孔隙单元/含水通道网络模型所涉及的物理化学机制及要实现的基本功能，结合万年时间尺度上安全评价的需要，对核素在孔隙单元/含水通道中的迁移过程进行概化；根据基本物理定律确定核素衰变迁移的控制方程；给定控制方程的初始条件和边界条件；构建求解核素通过孔隙单元/含水通道后的质量通量的耦合微分方程组并求解；定义孔隙单元/含水通道网络模型计算的输入参数；根据数学流程以Fortran语言编写计算机代码，实现孔隙单元/含水通道网络模型对核素迁移的模拟功能；计算结果的可视化；以及对孔隙单元/含水通道网络模型进行有效性测试。利用本发明提供的方法，能够在万年尺度上实现对核素在孔隙介质/弱导水性裂隙介质中衰变迁移过程的可靠模拟，可以为放射性废物处置安全评价提供技术保障，为开发模块化的安全评价软件提供理论依据与计算手段。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
