核電站的運行緩解了部分地區(qū)能源緊張的局面,但運行過程中產生的核廢物需要妥善處置。在選擇一種材料作為核廢物固化體時,該材料能否在輻照環(huán)境中保持良好的結構穩(wěn)定性是一項非常重要的參考依據。磷灰石結構(A10(MO4)6Z2)材料由于其具有優(yōu)異的物理性能,對放射性元素也表現出良好的包容性,已經被許多學者認為是一種非常有潛力應用于固化高放核廢物的材料。本文主要是從磷灰石結構材料固化不同錒系元素的種類,固化不同錒系元素的含量兩個方面研究其結構的抗輻照非晶性能�？紤]到錒系元素具有放射性,鑭系元素比較安全且鑭系元素的化學性質與錒系元素差異很小,采用鑭系元素模擬錒系元素在磷灰石結構材料中的表現。利用傳統(tǒng)的固相燒結方法,通過兩步燒結法成功制備出兩個系列的磷灰石結構陶瓷材料樣品Ca8LnNa(PO4)6F2(Ln=La、Nd和Sm)、和Ca10-2xLaxNax(PO4)6F2(X=0.2、1和2)。將制備所得的樣品利用常規(guī)X射線衍射(XRD)進行表征,確定每種材料都是結晶良好且成分單一的磷灰石結構。并將樣品磨平拋光處理后在室溫條件下利用800 keV Kr2+對所有樣品進行離子輻照實驗,輻照后的樣品利用掠...

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 三種固化方式
        1.2.1 玻璃固化
        1.2.2 陶瓷固化
        1.2.3 陶瓷固化體種類
            1.2.3.1 鈦酸鹽陶瓷
            1.2.3.2 磷酸鹽陶瓷
            1.2.3.3 其他種類的陶瓷材料
        1.2.4 玻璃陶瓷固化
    1.3 離子輻照背景知識
        1.3.1 輻照損傷
            1.3.1.1 入射離子與靶材原子之間的相互作用
            1.3.1.2 能量損失
            1.3.1.3 位移閾值能量
            1.3.1.4 原子平均離位數
            1.3.1.5 晶體內的缺陷
        1.3.2 輻照效應
    1.4 磷灰石結構材料的研究背景及意義
第二章 實驗方法與步驟
    2.1 制備步驟
        2.1.1 粉末原料準備
        2.1.2 初次球磨和壓片
        2.1.3 初次燒結
        2.1.4 二次球磨和壓片
        2.1.5 二次燒結
        2.1.6 拋光樣品
    2.2 離子輻照實驗
    2.3 掠入射X射線衍射
        2.3.1 X射線穿透深度
        2.3.2 掠入射X射線衍射表征參數
    2.4 透射電子顯微鏡
        2.4.1 透射電子顯微鏡的成像和衍射模式工作原理
        2.4.2 透射電子顯微鏡截面樣品的制備
        2.4.3 樣品表征
第三章 磷灰石結構材料Ca₈LnNa(PO₄)₆F₂ (Ln=La、Nd和Sm)輻照非晶性能研究
    3.1 樣品制備
    3.2 輻照前XRD表征
    3.3 離子輻照實驗及結果討論
        3.3.1 SRIM程序模擬
        3.3.2 GIXRD入射角的確定
        3.3.3 掠入射X射線衍射表征結果及討論
    3.4 本章小結
第四章 磷灰石結構材料Ca_10-2xLa_xNa_x(PO₄)₆F₂(X=0.2、1和2)輻照非晶性能研究
    4.1 樣品制備
    4.2 輻照前的XRD表征
    4.3 離子輻照實驗及結果討論
        4.3.1 SRIM程序模擬及GIXRD入射角的確定
        4.3.2 掠入射X射線衍射表征結果
        4.3.3 TEM表征結果及討論
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
科研成果
致謝



本文編號：3925547