核廢物的最終安全處置問題,是制約核能可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素之一,也是目前核工業(yè)界與核科學技術領域研究熱點之一。具有鈣鈦礦結構(AB03)的晶體材料是固化高放射性核廢物的優(yōu)秀候選基材之一。鈦酸鍶(SrTiO3)是一種具有典型鈣鈦礦結構的材料,有望用來固化高放射性核廢物中的90Sr及錒系元素,因此研究SrTiO3材料的耐輻照性能具有非常重要的現(xiàn)實意義。 本論文中,通過傳統(tǒng)高溫固相燒結方法制備得到具有致密性較好的多晶SrTiO3樣品,并將樣品進行切割及拋光處理；用能量為400keV的Ne離子束在低溫(-77K)和室溫(-300K)條件下分別進行了離子束輻照實驗,輻照劑量分別為7×1014cm-2、1×1015cm-2,5×1015cm-2、1×1016cm-2及2×1016cm-2;用掠入射X射線衍射技術(GIXRD)對輻照前后的SrTiO3樣品進行了結構表征。GIXRD譜分析結果： 1)當輻照劑量達到1×1016cm-2時,SrTiO3在低溫實驗下出現(xiàn)了明顯的非晶化相變,而在室溫輻照條件下沒有出現(xiàn)非晶化相變,甚至增大輻照劑量到2x1016cm-2時,室溫輻照條件仍然沒有出現(xiàn)非晶化現(xiàn)象。 2)...

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 核能發(fā)展與核廢物的產生
    1.2 核廢物固化處置
    1.3 鈣鈦礦結構
    1.4 研究現(xiàn)狀
第二章 背景知識
    2.1 核能損與電子能損
    2.2 離位閾能值
    2.3 晶體缺陷
    2.4 原子平均離位(dpa)
    2.5 材料輻照效應
第三章 實驗方法和步驟
    3.1 樣品制備
        3.1.1 樣品制備過程
        3.1.2 樣品拋光處理
    3.2 離子束輻照實驗
    3.3 樣品表征
第四章 實驗結果與討論
    4.1 未福照樣品XRD表征
    4.2 SRIM模擬
        4.2.1 材料損傷及入射離子濃度分布
        4.2.2 入射粒子能量損失
    4.3 輻照結果
        4.3.1 低溫輻照實驗結果
        4.3.2 室溫輻照實驗結果
        4.3.3 退火效應
    4.4 結果討論
        4.4.1 低溫福照結果分析
        4.4.2 室溫輻照實驗結果分析
        4.4.3 Materials Studio模擬反位缺陷
第五章 VASP理論計算
    5.1 SrTiO₃基本性質的計算
        5.1.1 能帶
        5.1.2 電子態(tài)密度
        5.1.3 Bader電荷
        5.1.4 晶格常數(shù)及彈性模量
    5.2 SrTiO₃缺陷的計算
        5.2.1 缺陷形成能
        5.2.2 不同缺陷對SrTiO₃的影響
        5.2.3 理論計算與實驗結果對比分析討論
第六章 總結與展望
參考文獻
在學期間的研究成果
致謝



本文編號：3834719