非晶锆石中的辐射损伤效应
材料科学
2021-02-03 v1 无序系统与神经网络
摘要
我们报告了一项关于核废料固化体锆石中辐射损伤效应的大规模模拟研究结果。我们特别关注非晶锆石中的辐射损伤效应，并开发了一种基于局域配位统计来分析损伤结构的新方法。在此基础上，我们发现非晶结构对辐射损伤的响应不同于晶体。研究发现，非晶锆石比结晶锆石“更软”，在 70 keV 级联过程中有数量多得多的原子发生位移并改变配位。局域配位与连通性分析表明，非晶结构在反复辐射损伤下持续演化，这些变化无法从对分布函数等全局平均性质中识别。我们还发现了局域尺度上较大的密度不均匀性，我们认为这可能对核废料储存的未来发展起重要作用。最后，我们发现焓变与局域配位之间存在关联，表明焓变的测量可定量地与结构辐射损伤相联系。我们的结果提出了一个有趣的可能性：即非晶结构因辐射损伤而产生的演化是否会收敛到一个新的平衡非晶态，并提出了该结构可能为何种结构这一基本问题。
引用
@article{arxiv.2008.01042,
title = {Radiation damage effects in amorphous zirconolite},
author = {Aaron Diver and Oliver Dicks and Alin Elena and Ilian Todorov and Kostya Trachenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.01042},
year = {2021}
}