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钚氧化物中氢行为的第一性原理研究

计算物理 2020年第5期37卷 595-602页

作者：张乐孙博宋海峰北京应用物理与计算数学研究所北京100094

通过第一性原理计算和原子级热力学方法,系统研究H、H2在PuO2和α-Pu2O3中的吸附、扩散和溶解行为.研究发现:氢的上述行为均是吸热过程,但在α-Pu2O3与PuO2中有显著不同:在α-Pu2O3中H可自发聚合成H2,但在PuO2中H难再聚合;在α-Pu2O3中H... 详细信息

通过第一性原理计算和原子级热力学方法,系统研究H、H2在PuO2和α-Pu2O3中的吸附、扩散和溶解行为.研究发现:氢的上述行为均是吸热过程,但在α-Pu2O3与PuO2中有显著不同:在α-Pu2O3中H可自发聚合成H2,但在PuO2中H难再聚合;在α-Pu2O3中H、H2均能扩散,通常H会聚合成H2再扩散,在PuO2中H2解离后才能扩散,且PuO2中H沿高势能面的扩散比α-Pu2O3中H2扩散更容易;在氢压、温度驱动下,氢在α-Pu2O3中存在H2溶解到H+H2混合溶解机制的转变,平衡气压PH2远小于H在PuO2中溶解的情况.基于此,给出PuO2和α-Pu2O3中氢行为的微观图像和PuO2的阻氢微观机制:PuO2表面限制H2解离、渗透,PuO2块体限制H的溶解,但不阻止H扩散.结合钚氧化层表面氢行为研究获得了钚氢化孕育期的微观机制,为孕育期全过程理论建模提供依据.

关键词：钚氢化钚氧化物氢扩散和溶解第一性原理

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铀、钚氧化物氯化溶解技术进展

核化学与放射化学 2022年第3期44卷 313-325,I0006页

作者：孟照凯林如山陈辉宋文臣王长水何辉叶国安中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

氧化物的溶解过程是氧化物乏燃料熔盐电解干法后处理工艺的关键步骤,溶解产物将为后续铀钚的分离回收提供原料。氧化物在熔盐体系中溶解度和溶解速率一般较小,为满足工艺需要,通常需要引入氯化试剂。使用不同的氯化试剂,其溶解机理有较... 详细信息

氧化物的溶解过程是氧化物乏燃料熔盐电解干法后处理工艺的关键步骤,溶解产物将为后续铀钚的分离回收提供原料。氧化物在熔盐体系中溶解度和溶解速率一般较小,为满足工艺需要,通常需要引入氯化试剂。使用不同的氯化试剂,其溶解机理有较大差异。通过广泛的文献调研,分析比较了各种氯化试剂在氯化过程中相关原理及特点,为我国开展铀、钚氧化物氯化溶解的研究提供指导。

关键词：铀氧化物钚氧化物氯化试剂氯化溶解

热表面电离质谱法测定钚氧化物中的钚同位素组成

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核化学与放射化学 2015年第4期37卷 220-224页

作者：高月华蒋军清马精德汪南杰中核四〇四有限公司第三分公司甘肃兰州732850

采用热表面电离质谱法对钚氧化物中钚同位素丰度进行了测定。通过对钚氧化物样品预处理、离子源和分析器的真空控制、法拉第杯接收效率检测、测量过程中的信号强度大小控制、信号强度稳定性控制以及测量时间的控制等条件进行优化,确定... 详细信息

采用热表面电离质谱法对钚氧化物中钚同位素丰度进行了测定。通过对钚氧化物样品预处理、离子源和分析器的真空控制、法拉第杯接收效率检测、测量过程中的信号强度大小控制、信号强度稳定性控制以及测量时间的控制等条件进行优化,确定了最佳预处理条件和测量条件,实现了钚氧化物中钚同位素组分的准确测定。在选定的条件下,测定了钚标准样品中的钚同位素丰度,主同位素239Pu和242Pu测量精密度(sr)均优于0.05%(n=6)。

关键词：预处理热表面电离质谱法钚氧化物钚同位素丰度

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钚表面钝化层抗氢蚀机理的微观动力学模拟

物理化学学报 2015年第B05期31卷 81-89页

作者：孙博刘海风宋海峰郑晖北京应用物理与计算数学研究所北京100094

采用基于范德华密度泛函的vdW-DF（＋U）方法，通过系统的第一性原理电子结构计算和分子动力学模拟，研究了两种钚钝化层（PuO2和PuN）的表面电子结构性质，以及表面与H2分子相互作用的微观动力学行为．结果显示：（1）H2很难靠近PuO2... 详细信息

采用基于范德华密度泛函的vdW-DF（＋U）方法，通过系统的第一性原理电子结构计算和分子动力学模拟，研究了两种钚钝化层（PuO2和PuN）的表面电子结构性质，以及表面与H2分子相互作用的微观动力学行为．结果显示：（1）H2很难靠近PuO2表面，与表面发生“碰撞-解离”的几率很小，自钝化层PuO2具有抗氢蚀作用：但是，一方面H2解离后H原子在PuO2表面的吸附放热稳定，另一方面在缺氧条件下PuO2薄层会转化成a-Pu2O3，而H2能穿过a-PuzOs到达钚层，所以PuO2的抗氢蚀性能并不可靠．（2）H2在PuN表面的微观动力学行为与在PuO2表面类似，H2极难解离且H原子的吸附热力学上不稳定：相对于PuO2，PuN的成分单一、稳定而且结构致密，PuN具有比PuO2更好的抗氢蚀性能．我们希望本工作能为钚表面钝化防护技术的发展提供理论基础和依据．

关键词：表面钝化钚氧化物钚氮化物表面氢蚀第一性原理分子动力学

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能源部3013标准入门

国外核武器研究 2005年第1期 38-42页

作者：姜美花余泳

本文讲述了能源部出版的3013标准中关于钚金属及钚氧化物的贮存和运输的安全标准。

关键词： 3013标准钚金属钚氧化物贮存运输安全指标