Моделирование миграции радионуклидов в курсе «Сельскохозяйственная радиология»

Abstract

Моделирование процессов миграции радионуклидов в почвах рассматривается в курсе «Сельскохозяйственная радиология». Цели и задачи данного рассмотрения следующие: внедрить в процесс обучения результаты научных исследований, поскольку в учебных пособиях подобная информация отсутствует; дать возможность студентам, владеющим информационными технологиями, использовать математические ресурсы при написании компьютерных программ; помочь студентам более глубоко изучить теоретический материал, предлагаемый на лекциях и активизировать их научно-исследовательскую деятельность. В результате аварии на Чернобыльской АЭС имеется несколько регионов в Республике Беларусь, загрязненных долгоживущими радионуклидами. Изотопы цезия вносят наибольший вклад в дозу внешнего облучения человека, проживающего на загрязненной территории, и участвуют также в процессах переноса по “пищевым цепочкам”. Для прогнозирования кинетики изменения радиационного состояния территорий, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС, важно установить характер и механизмы миграции радионуклидов в различных типах почв. Концентрация радионуклидов в почве на различной глубине зависит от множества факторов и представляет большой интерес для исследования. Целью данной работы является сравнительная характеристика студентами математических моделей, описывающих процессы миграции радионуклидов. Представлены две модели, которые рассматриваются на лекциях курса «Сельскохозяйственная радиология»: «модель черного ящика» и диффузионно-сорбционная, отмечены их преимущества и недостатки. Также приведены уравнения, описывающие процессы миграции, и их решения. Установлено, что вертикальный перенос Cs-137 в целинных почвах адекватно описывается в рамках модели, учитывающей процессы диффузии и конвекции радионуклида в почвенном растворе, а также его сорбции твердой фазой почвы. С методологической точки зрения отмечена важность сопряжения знаний, получаемых в нескольких дисциплинах.