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UO2中铌行为模拟计算研究

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通过拟合Nb2O5的晶体结构建立了铌的经验势.模拟计算孤立铌杂质表明:最近邻Nb-O间距为2.13((A)),均匀向Nb靠近.近邻Nb-U间距为3.84,次近邻Nb-U间距为5.48,小于正常晶格的U-O间距以及U-U间距,但改变不大.铌附近间隙原子形成能全部增加.铌对周围氧原子施加了额外的束缚,氧间隙形成能随着Nb-O距离的增加而减小,但是都大于完整的UO2的氧间隙形成能.少量铌元素的引入其影响范围可以扩大很多,采用静态过渡态理论计算的Nb的空位机制扩散激活能为6.76eV,UO2中铌的扩散几乎不可能.多个铌杂质计算表明:铌离子倾向于团聚,形成替位缺陷簇.根据上面的模拟计算可以看出基于以上分析我们提出如下机制:铌以替位固溶体形式存在于UO2中,为了保持电中性,含铌的UO2中存在相应的氧间隙原子,氧化层总体上保持UO2结构.铌形成了二聚体或者四聚体联结称网络是氧的扩散势垒增大,降低了氧化速率.

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来源
《2006全国核材料学术交流会》|2006年|307-314|共8页
会议地点成都
作者
张永彬;
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作者单位

中国核学会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类结构材料;
关键词
铀铌合金; 经验势模拟; 扩散; 氧化;

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