钚氧化层结构的理论研究进展

摘要：

钚的氧化层结构是钚化学腐蚀的中心科学问题,本文回顾了本课题组最近在这方面的理论研究工作.首先,基于第一性原理计算结合化学热力学,说明单氧化钚在常压下是热力学不稳定的,可能分解成Pu2O3和钚,但是压强可以将单氧化钚稳定下来,电子结构计算说明了其中的稳定机制.其次,基于准随机结构的第一性原理计算,说明碳也可以将单氧化钚稳定下来.并且重现了碳氧化钚的晶格常数反常演化并阐释其微观电子结构机制.最后,基于类比镧系的过渡氧化物结构模型,预测在Pu2O3/PuO2层中存在低对称结构的PunO2n-2.基于这些工作,提出了一种阶梯状的氧化层结构模型(Pu/PuOxCy/Pu2O3/PunO2n-2/PuO2),以改进简单的三明治状氧化层模型.这个结构模型为钚的化学腐蚀研究提供了一定的理论指导价值.

关键词：钚氧化层结构、单氧化钚、碳氧化钚、过渡氧化物、电子结构、第一性原理计算

所属期刊栏目：45

分类号：TL242;O614.353(核燃料及其生产)

资助基金：国家自然科学基金;中国工程物理研究院院长基金自强项目

在线出版日期：2023-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：389-396