硼硅酸盐玻璃离子辐照效应的研究

论文摘要

玻璃固化是目前国际上广泛采用的处理高放废物的方式.硼硅酸盐玻璃作为固化体备选材料之一,其辐照效应引起了人们的重视.本工作利用不同种类重离子辐照硼硅酸盐玻璃来研究其辐照效应,利用飞行时间二次离子质谱、原子力显微镜和纳米压痕的方式测量辐照后样品的元素分布、体积改变以及硬度和模量的改变.研究发现,辐照后玻璃元素仍呈均匀分布,产生了3.5%的体积膨胀.硬度和模量都出现迅速降低随后饱和的趋势,其饱和硬度和模量分别下降了35.4%和18.7%.根据实验结果可以得出,离子辐照导致硼硅酸盐玻璃的宏观性质(硬度、模量等)显著改变.由此可知在α衰变条件下,硼硅酸盐玻璃的宏观性质也会显著改变.核能量沉积是造成硼硅酸盐玻璃性质改变的重要原因.衰变产生的α粒子和反冲核对硼硅酸盐玻璃性质改变都有贡献,且都不能忽略.可以用单能重离子辐照的方式,同时模拟反冲核与α粒子的辐照损伤.

论文目录

• 1 材料和方法
• 2 样品分析
• 3 实验结果与分析
•   3.1 单束辐照与多束辐照对比
•   3.2 不同种类、能量离子辐照对比
•   3.3 辐照后损伤层体积变化
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 彭海波,刘枫飞,孙梦利,张建东,杜鑫,张晓阳,王广甫,王铁山

关键词: 硼硅酸盐玻璃,辐照效应,硬度

来源: 中国科学:物理学 力学 天文学 2019年11期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,环境科学与资源利用,动力工程

单位: 兰州大学核科学与技术学院,北京师范大学核科学与技术学院

基金: 国家自然科学基金(编号:11505085),中央高校基本科研业务费(编号:lzujbky-2018-72),甘肃省引导科技创新发展专项资金(编号:2018ZX-07)资助项目

分类号: X771;TQ171.1

页码: 117-124

总页数: 8

文件大小: 816K

下载量: 104