Courtesy of InterestingEngineering

Model Matematika Baru Stanford Optimalkan Penyimpanan Limbah Nuklir dan Karbon

Mengembangkan model matematika berbasis model Poisson yang dapat memetakan dan memprediksi struktur mikroskopis bahan geologis guna mengevaluasi dan mengoptimalkan penyimpanan bawah tanah limbah nuklir dan karbon dioksida secara lebih akurat dan efisien.

10 Okt 2025, 20.29 WIB

63 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Model matematis baru dapat meningkatkan penilaian situs penyimpanan limbah nuklir dan karbon dioksida.
Pendekatan ini memungkinkan optimasi struktur mikroskopis dalam produksi beton, mengurangi emisi karbon dioksida.
Penelitian ini memiliki aplikasi luas dalam memahami sistem kompleks lainnya, termasuk pengelolaan air tanah dan energi geotermal.

Stanford, Amerika Serikat - Para peneliti di Stanford University telah mengembangkan sebuah model matematika inovatif yang dapat membantu mengevaluasi situs penyimpanan bawah tanah untuk limbah nuklir dan karbon dioksida. Model ini mampu memahami struktur mikroskopis material geologis yang kompleks dengan menggunakan pendekatan statistik yang disebut model Poisson.

Dengan analogi permainan Battleship, model ini bekerja dengan mengidentifikasi komponen pada satu titik acak dalam material, kemudian memprediksi keberadaan komponen lain sehingga membangun peta rinci struktur mikroskopis material tersebut. Hal ini penting untuk memprediksi bagaimana zat akan berperilaku di batuan berpori dan tanah dalam jangka panjang.

Model ini juga memiliki berbagai aplikasi di bidang lain, seperti dalam produksi beton. Dengan mengoptimalkan distribusi kantong udara dalam beton dan mengisinya dengan bahan tambahan seperti fly ash atau biochar, model ini dapat membantu mengurangi penggunaan semen, yang berdampak positif pada pengurangan emisi karbon dioksida dan meningkatkan kekuatan beton.

Proses matematis dalam penelitian ini melibatkan perhitungan kompleks dengan 128 istilah untuk memprediksi hanya tiga titik, yang membuat penggunaan simulasi komputer sangat penting. Keberhasilan ini memungkinkan kontrol sifat makroskopik material berdasarkan pengaturan mikrostruktur yang sangat detail.

Selain itu, kemajuan lain dalam pengelolaan limbah nuklir juga sedang berjalan, seperti teknologi WATSS dari Moltex Energy Canada yang mengubah limbah nuklir menjadi sumber energi, serta pembangunan fasilitas penyimpanan akhir di Swedia yang dapat menyimpan limbah selama 100.000 tahun dengan aman.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/us-stanford-battleship-model-nuclear-waste-storage

Analisis Ahli

Daniel Tartakovsky

"Menggunakan pendekatan ini memungkinkan desain material komposit sesuai spesifikasi dengan pengukuran dan prediksi komponen secara akurat, memberikan alat baru dalam memahami sistem kompleks seperti pengelolaan air tanah dan energi panas bumi."

Analisis Kami

"Model matematis yang berhasil dipecahkan ini merupakan terobosan besar dalam pemahaman struktur heterogen yang selama ini menjadi misteri dalam material teknik. Pendekatan ini akan membuka jalan bagi industri untuk menciptakan material yang lebih efisien, ramah lingkungan, dan tahan lama secara sistematis berdasarkan prediksi mikrostruktur, bukan hanya eksperimen trial and error."

Prediksi Kami

Di masa depan, model ini akan memungkinkan para insinyur dan ilmuwan untuk merancang material penyimpanan bawah tanah dan komposit yang sangat presisi dan tahan lama, sehingga meningkatkan keamanan pengelolaan limbah nuklir dan solusi penyerapan karbon secara signifikan.

Pertanyaan Terkait

Apa model matematis yang dikembangkan oleh peneliti di Stanford University?

Model matematis yang dikembangkan adalah model Poisson untuk mengevaluasi situs penyimpanan limbah nuklir dan karbon dioksida.

Bagaimana model ini dapat digunakan dalam penyimpanan limbah nuklir dan karbon dioksida?

Model ini dapat memprediksi lokasi komponen lain dalam material geologis, membantu dalam penilaian keberlangsungan penyimpanan jangka panjang.

Apa manfaat dari pemahaman struktur mikroskopis dalam material geologis?

Pemahaman struktur mikroskopis dapat mengungkap sifat material seperti kekerasan, elastisitas, dan konduktivitas listrik.

Siapa yang merupakan penulis utama dari studi ini?

Penulis utama dari studi ini adalah Alec Shelley, seorang mahasiswa PhD di Stanford Doerr School of Sustainability.

Apa yang dilakukan Moltex Energy dalam pengelolaan limbah nuklir?

Moltex Energy memperkenalkan proses Waste to Stable Salt (WATSS) untuk mengurangi volume limbah nuklir dan mengubah bahan bakar nuklir bekas menjadi sumber energi.