UO2 晶格的热恢复机制

辐照二氧化铀晶格的热恢复已被实验小组研究，并且基于诸如活化能等间接观测估算了与各个恢复阶段相关的缺陷。本研究通过原子尺度模拟方法研究了中子及 α 粒子辐照二氧化铀晶格的热恢复机制。对辐照样品进行了等时退火和等温退火。遵循实验小组的相同步骤，利用分子动力学模拟计算了活化能并与经验数据比较，显示出良好的一致性。利用分子动力学模拟和密度泛函理论计算了阻碍型缺陷的迁移能垒和恢复能。讨论了辐照晶体的恢复阶段，但与大多数实验小组的预测不同，结果表明中子和 α 粒子辐照的晶体结构并非由于相同原因发生热恢复。中子辐照二氧化铀晶体的全部三个恢复阶段归因于氧间隙原子，而 α 粒子辐照晶体的三个恢复阶段分别归因于氧-铀、铀和铀间隙缺陷。最后，辐照晶体热恢复的原因和主要驱动力是阻碍型缺陷，其导致所有其他类型缺陷在各晶格恢复阶段随其自身一同恢复。