Они создали математическую модель, которая видит внутреннее строение материала на уровне микрочастиц. Алгоритм способен предсказывать, как по порам движется жидкость и где она может просочиться.
Ученые Стэнфордского университета предложили способ, который поможет надежнее подбирать места для захоронения ядерных отходов и хранения СО₂ под землей. Они разработали математическую модель, с которой легко понять внутреннее устройство пород на микроскопическом уровне.
Идея родилась из настольной игры «Морской бой»: если известно положение одной точки, можно предугадать, где расположены другие. Так специалисты научились выстраивать карту из мельчайших частиц вещества и вычислять, как через эти поры со временем будут проходить жидкости или газы.
Главная ценность подхода в том, что он помогает работать с материалами сложной структуры, где частицы распределены неравномерно. Это особенно важно при выборе площадок для захоронения радиоактивных остатков и закачки углекислоты, ведь микротрещины и пустоты в породе могут повлиять на ее герметичность. Используя новый метод, можно заранее рассчитать, как поведут себя подземные слои через десятки или даже тысячи лет, поэтому риск утечек и загрязнения окружающей среды минимизируется.
В основе работы лежит статистическая схема — модель Пуассона. Она помогает предсказать расположение частиц внутри материала по случайным координатам. Для точных расчетов применялись методы стохастической геометрии — науки, описывающей хаотичные структуры. Сначала вычисления проводились вручную, однако объем формул оказался настолько велик, что потребовались суперкомпьютеры. Для моделирования трех точек понадобилось обработать 128 уравнений, каждое из которых учитывало положение и взаимное влияние элементов породы.
Источник: hi-tech.mail.ru