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α粒子和Kr+离子对钙钛锆石辐照损伤的Monte Carlo模拟

         

摘要

为研究高能粒子辐照条件下钙钛锆石的微观损伤机制,利用蒙特卡罗SRIM软件包模拟α粒子和 Kr+离子在100~3000 keV 入射能量范围内,钙钛锆石的阻止本领、能量损失、平均投影射程、空位分布和临界非晶注入剂量dpa值.结果表明,当不同能量的α粒子轰击时,入射离子射程为437~6960 nm,形成的空位总数为12~20个,钙钛锆石以电子阻止本领为主,能量主要以电离能损的方式损耗;当不同能量的 Kr+离子轰击时,入射离子射程为39~1130 nm,形成空位总数为138~1097个,随着入射粒子能量的增加核阻止本领逐渐减小,电子阻止本领逐渐增加,能量主要以入射离子电离能损、反冲离子电离能损和反冲离子声子能损的方式损耗;在临界非晶注入剂量下,1000 keV的Kr+离子所产生的峰值dpa深度小,1500 keV的Kr+离子所产生的峰值dpa深度大.%In order to investigate irradiation damage of zirconolite under the impacts of alpha particles and Kr+i-ons,SRIM code is used to simulate the stopping power,energy loss,average ion proj ected range,vacancies dis-tribution and displacement per atom (dpa)at critical dose for amorphisation in the energy range from 100 to 3 000 keV.The results show that when the alpha particle incident,electronic stopping power and ionization en-ergy loss of incident ion are the major,the incident ion range is from 437 to 6 960 nm,and the total number of vacancies are from 12 to 20.When the Kr+ion incident,with the increase of the energy the nuclear stopping power decreases,and the electronic stopping power increased gradually.The energy is lossed by ionization ener-gy loss of incident ion,ionization energy loss of recoil ion,and phonon energy loss of recoil ion.The incident ion range is from 39 to 1 130 nm,and the total number of vacancy is from 138 to 1 097.At critical amorphous dose, with the increase of incident ion energy,damage zone depth increases in the substrate.In the depth from 0 to 460 nm,1 000 keV Kr+ions produce a greater number of dpa than 1 500 keV Kr+ions,and in the depth from 470 to 1 000 nm,1 500 keV Kr+ions produce a greater number of dpa than 1 000 keV Kr+ions.

著录项

  • 来源
    《功能材料》 |2018年第3期|3001-3006|共6页
  • 作者单位

    中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳621900;

    西南科技大学 核废物与环境安全国防重点学科实验室,四川 绵阳621010;

    西南科技大学 固体废物处理与资源化教育部重点实验室,四川 绵阳621010;

    中核兰州铀浓缩有限公司,兰州730065;

    西南科技大学 核废物与环境安全国防重点学科实验室,四川 绵阳621010;

    河北地质大学,石家庄050000;

    西南科技大学 核废物与环境安全国防重点学科实验室,四川 绵阳621010;

    西南科技大学 核废物与环境安全国防重点学科实验室,四川 绵阳621010;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 原子核物理实验;
  • 关键词

    钙钛锆石; 辐照损伤; 蒙特卡罗方法; α粒子; Kr+离子;

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