|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Атомистическое компьютерное моделирование авторадиационных повреждений в перовските CaZrO3 методом молекулярной динамикитезисы доклада
- Авторы: Гречановский А.Е., Еремин Н.Н.
- Сборник: IV-Всероссийская молодежная научная конференция "Минералы: строение, свойства, методы исследования". Екатеринбург, 2012, ISBN 978-5-94332-100-9, Сборник тезисов
- Тезисы
- Год издания: 2012
- Место издания: Екатеринбург
- Первая страница: 122
- Последняя страница: 124
- Аннотация: Перспективы развития ядерной энергетики связаны со способностью эффективного обращения с ядерными отходами. Стеклование, или иммобилизация ядерных отходов в стекло, является наиболее распространенным способом обращения с ними. Однако срок эксплуатации таких матриц составляет не более 30-40 лет. Альтернативой для остекловывания ядерных отходов является утилизация высокоактивных отходов (ВАО) в керамические матрицы и минералы. На данное время разработан ряд керамических материалов для утилизации высокоактивных отходов, среди них цирконолит CaZrTi2O7, бадделеит ZrO2, циркон ZrSiO4, химические соединения Gd2Ti2O7 и Gd2Zr2O7 со структурой пирохлора, монациты (La, Ce, Nd)PO4 и другие сложные оксиды [Hobbs et al. 1994]. Наиболее важным является вопрос, насколько эффективно матрица будет оставаться барьером на протяжении требуемого промежутка времени, который для различных изотопов изменяется от десятков лет до десятков тысяч лет. Одной из перспективных матриц для утилизации ВАО является матрица на основе химического соединения CaZrO3 со структурой перовскита [Lumpkin 2001]. Это соединение имеет искаженную перовскитовую структуру (фактор толерантности τ = 0,92) с пространственной группой Pbnm. В 2007 г. был зарегистрирован новый минерал со структурой перовскита – лакаргиит, найденный на горе Верхний Чегем на Северном Кавказе [Galuskin et al. 2008]. Лакаргиит образует псевдокубические кристаллы размером до 30-35 нм и агрегаты до 200 нм. Данный минерал представляет собой тройной твердый раствор CaZrO3-CaTiO3-CaSnO3 с максимальной мольной долей x(CaZrO3)=0,93, и максимальными долями x(CaZrO3)=0,22, x(CaSnO3)=0,20. Кроме того, в структуре кристалла присутствует большое количество примесей Sc3+, Cr3+, Fe3+, Ce3+, La3+, Hf4+, Nb5+, U4+ и Th4+. Авторы этой статьи предполагают, что высокая концентрация U и Th в лакаргиите при возрасте пород менее 2,5-2,8 Ma и отсутствие каких-либо следов метамиктизации свидетельствует о возможности его использования при экспериментальном моделировании материалов, используемых для иммобилизации радиоактивных отходов. Как известно, радиационное повреждение большинства материалов, которые планируют использовать в качестве матриц для утилизации ВАО, связано в основном с взаимодействием ядер отдачи с соответствующей структурой. При этом формирование точечных дефектов и аморфной зоны, а также частичная рекомбинация этих дефектов происходит на протяжении пикосекунд. Поэтому для рассмотрения вопроса об отклике структуры на движение в ней ядра отдачи необходимо использовать метод МД моделирования. На протяжении последних десятилетий этот метод активно используется для исследования ряда минералов и технических материалов, представляющих интерес для утилизации ВАО и «оружейного плутония» (циркон, цирконолит, пирохлоры и др.) [Trachenko et al. 2004]. Цель данного исследования – изучение механизмов формирования каскада смещенных атомов (КСА) в структуре перовскита CaZrO3 под действием ядра отдачи, возникающего в результате -распада.
- Добавил в систему: Еремин Николай Николаевич