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2022年6月 Posiva 在歐基盧歐托模擬地下水化學

芬蘭的Posiva Oy 公司啟動了一個計畫，這項計畫希望使用世界上最高效的電腦對場址母岩中的地下水化學建立模型，以便長期進行用過核子燃料最終處置。Posiva 公司負責用過核子燃料的最終處置，由芬蘭核電公司Fortum 和Teollisuuden Voima Oyj 共同擁有。

Posiva 公司指出：「這可能是迄今為止世界上最嚴格的地下水化學模型。此計畫的目標是驗證長期安全與經濟可永續性之間的平衡。這將為未來的核子工業進行最終處置開闢道路。」40 年來，歐基盧歐托（Olkiluoto）一直在場區進行母岩和地下水的建模，以最終處置放射性廢棄物。現在資訊技術的進步為更精確的建模提供機會，可以分析由於地質和氣候變化而導致的地下水化學演變。

3 月，Posiva 公司啟動「水文地球化學反應遷移模型（Reactive migration model for hydrogeochemistry）」計畫，利用高效電腦計算分析未來長達100 萬年的地下水化學變化。目的是運用建模結果確定在歐基盧歐托母岩中要開挖的隧道的填充程度，並擴大洩漏的限值，作為開挖進展的先決條件。

以巴塞羅納（Barcelona）專業公司為班底的Amphos21 合作是計畫的一部分。該公司專門從事大量數據流的處理以及數值技術。負責瑞典放射性廢棄物管理的SKB公司將Amphos21 的專業知識運用於設計最終處置。由於建模所跨越時間的長度，和大約70立方公里區域的巨大規模，需要高度的計算能力。因為岩石和水之間的每一次反應，以及微生物傳播的過程，都需要電腦不斷的計算，也會不斷改變各種情況。

於2020 年秋季進行初步討論，於2021年春季進行初步研究，然後於2022 年3月啟動這項為期3 年的計畫。建模階段將在大約一年後開始，屆時將使用世界上最高效的超級電腦。Posiva 公司指出，在全世界有幾種適合的高效計算平台。

（圖片來源：Posiva）
例如，世界上最快的超級電腦之一LUMI（芬蘭語的「雪」）將於今年在芬蘭的卡亞尼鎮（Kajaani）發揮全部潛能。LUMI 超級電腦的空間需求大約相當於一個網球場，設備重達15 萬公斤。它的計算能力超過150 萬台普通筆記型電腦，每秒超過5.52 億次浮點運算（即552 petaflops）。

其他可能性還包括使用巴塞羅納公司的MareNostrum 電腦，和德國的Forschungscentrum Jülich 科學研究中心。「在進入高效計算平台之前，我們將在較短的時間範圍內進行建模測試，使用其中較低的計算能力就足夠。Posiva 公司的化學家拉姆寧瑪基（Tiina Lamminmäki）解釋說，稍後將選擇計畫中所使用的計算平台。「一旦我們瞭解了數十萬年來地下水化學的變化，我們也將知道怎樣的處置設施和工程屏障才是最優良的。」

建模分為三個階段：第一階段涵蓋從最後一個冰河時代到現在的時間段，或大約1 萬年。第二階段延續了100 多年，包括最終處置場的建造和實際的最終處置操作。拉姆寧瑪基說：「在第三階段，研究人員在大約於2120 年代將用過核子燃料最終處置設施密封後，對地下水化學發生的變化進行研究。在這個階段，目標是在很長一段時間內擴大建模，以使相關條件在母岩中穩定下來，並且可以預測到主要氣候階段的影響。我們希望能夠瞭解大約100 萬年的進化過程。」

未來重要的里程碑包括下一個冰河時期和海洋階段，屆時歐基盧歐托將被海水覆蓋。冰河時期出現的時間將與氣候變化有關；但根據目前的觀點，冰河時期將在5萬至38 萬年後發生，實際時程將取決於大氣中溫室氣體的濃度。

資料來源：
https://www.neimagazine.com/news/newsposiva-models-groundwater-chemistry-inolkiluoto-9658841
出處:核後端雙月刊第九期