Los científicos del Laboratorio Nacional de Los Alamos han desarrollado un método nuevo y más completo para detectar explosiones nucleares subterráneas UNE mediante el acoplamiento de dos elementos fundamentales: modelos sísmicos con modelos de flujo de gas, para crear una imagen más completa de cómo funciona una explosiónevidencia gases radionúclidos se filtran a la superficie.
Sus hallazgos aparecerán en la edición de hoy de la revista Nature's Informes científicos en un documento titulado "Transporte de gas radionúclido a través de redes de fracturas generadas por explosión nuclear"
"La investigación es novedosa porque representa un enfoque científico integrado", dijo Dale Anderson, el líder del proyecto y coautor del artículo. "Nuestro campo nunca ha integrado la sismología y los procesos sísmicos que crean vías de fractura con nuestra energía nuclear".Expertos en remediación de desechos que saben cómo los radionúclidos llegan a la roca. No se puede filtrar gas a menos que se entiendan las tuberías y el tamaño de las tuberías que van a la superficie de la tierra. La solución al problema no podría haber sidoavanzado sin la integración significativa de estas dos ciencias ".
Las pruebas de armas nucleares subterráneas producen gases de radionúclidos que pueden filtrarse a la superficie, lo cual se ve afectado por muchos factores. Estos incluyen fracturas en la roca causadas por las ondas de choque de la explosión que crean vías para que el gas escape más el efecto de los cambios en la atmósfera.presión que afecta el movimiento de los gases.
El bombeo atmosférico de gas a través de roca fracturada por explosión se investiga utilizando un nuevo modelo de transporte de gas / daño de roca hidrodinámica secuencialmente acoplado. Los modelos anteriores utilizaron un enfoque simplificado, modelando cómo fluye el gas pero sin acoplar eso con los modelos de fractura de roca de explosión a través dede los que escapan los gases: la sismología y el daño. Existen grandes diferencias entre las predicciones que utilizan una red de fractura realista y los resultados anteriores que no acoplan los modelos. Por ejemplo, los modelos de fractura simplificados producen cierta información predictiva sobre el movimiento del gas, pero no proporcionanla información dependiente de la dirección, es decir, si el gas se movió horizontalmente o hacia arriba a través de la roca. Por lo tanto, los nuevos cálculos pueden dar una mejor idea de cuánto gas puede estar migrando horizontalmente desde la ubicación de las explosiones subterráneas utilizando el conocimiento sobre la atmósfera.condiciones por ejemplo, la presión barométrica que crea un vacío y las variaciones estacionales endiferentes regiones.
La investigación de este equipo investigó los efectos de la red de fracturas en la filtración tardía semanas a meses de gases de radionúclidos que migran a través de redes de fracturas potenciadas por explosión. Las simulaciones se crearon para un kilotón UNE en granito y toba a profundidades de enterramiento de125, 250 y 390 metros. El daño de la roca se simuló en un modelo bidimensional axisimétrico utilizando el hidrocódigo CASH CAmpell-SHashkov, un código de computadora para modelar la propagación del choque. Datos barométricos, de gran importancia para la precisión de los modelos y simulaciones., fueron seleccionados de los variados climas de Colorado, Alaska y Hawai a través de diferentes estaciones y modelados con FEHM código de transferencia de calor y masa de elementos finitos desarrollado en LANL. En lugar de un modelo matemático genérico, esta investigación incluyó sismología, química y primer principio.datos experimentales para mejorar el modelo de conjunto.
Predecir el tiempo de viaje, la ventana de oportunidad para la detección y concentración de gases radionúclidos de las UNEs es de considerable importancia para el monitoreo de explosiones.
Además del monitoreo de explosión nuclear, el modelo acoplado de este equipo podría aplicarse a otros sistemas geofísicos que producen fracturas con flujo posterior, como la fractura hidráulica para combustibles fósiles, inyección de aguas residuales, explosiones de minas y zonas de rocas dañadas alrededor de las excavaciones. El transporte de gaslos resultados son relevantes para otras aplicaciones, como la migración de radón y metano, la extracción de vapor del suelo para la limpieza de sitios contaminados y la migración de gases de vertedero.
El equipo de investigación de Los Alamos está compuesto por el líder del equipo Anderson, Philip Stauffer, Chris Bradley, Earl Knight, Esteban Rougier y la primera autora Amy Jordan ahora en Neptune and Company en Los Alamos. El líder del Grupo de Ciencias Computacionales de la Tierra de Los Alamos, Carl Gable, apoyóel uso por parte del equipo de la generación de mallas de elementos finitos no estructurados de Los Alamos Grid Toolbox LaGriT para el desarrollo de simulación. La Agencia de Reducción de Amenazas de Defensa de los Estados Unidos DTRA financió esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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