UN、UN2分子的结构和势能函数

用相对论有效原子实势(RECP)和密度泛函(B3LYP)方法对UN和UN2分子的结构进行优化,得到了它们的平衡几何构型和谐振频率.采用最小二乘法拟合出UN 分子的Murrell-Sorbie势能函数,在此基础上推导出光谱数据和力常数;并通过多体展式理论导出UN2分子的势能函数,正确地反应了其平衡构型特征.     

PuC和PuC2的分子结构与势能函数

采用密度泛函B3LYP方法和相对论有效原子实理论模型优化出PuC和PuC2分子稳定构型,其电子状态分别为X5Σ－和X5A2.PuC2分子为C2v构型,其∠CPuC=147.67°,平衡核间距Re=0.22819 nm, 离解能De=5.543 eV, 并计算出谐振动频率:ν1=61.736 cm－1、ν2=229.894 cm－1、ν3=305.582 cm－1.在此基础上,运用多体项展式理论方法,导出了基态PuC2分子的分析势能函数,该势能面准确地再现了PuC2分子的稳定结构,并根据势能面等值图讨论了PuC＋C反应和Pu＋C2反应的势能面静态特征.     

UO2分子的多体项展式势能函数

采用Gaussian94W程序和相对论有效原子实理论模型优化出UO₂分子稳定构型为线性O—U—O(D_∞h),亚稳定构型为U—O—O(C_∞v),计算出平衡核间距和振动频率.然后根据微观可逆性原则,准确地判断了UO₂分子的离解极限.运用多体项展式理论方法,导出了基态UO₂分子的分析势能函数,绘出其势能面等值图,准确地展现了O—U—O(D_∞h)稳定结构和U—O—O(C_∞v     

中子衍射分析时效处理对镍基单晶高温合金相结构的影响

采用φ振荡和φ固定两种数据采集模式的中子衍射实验结果表明较高的时效温度对消除枝晶最有效,微应变(晶粒区域间的变形不协调性)主要存在于γ'相.利用中子衍射结合扫描电子显微镜对合金的微观组织形貌进行了细致观察,给出了时效温度和时间对γ'相的影响状况,超晶格测量发现了γ'相晶粒之间出现的独特取向差.由不同晶面的中子衍射结果判断时效后合金出现了轻微的四方对称性(a < c)畸变,对这种畸变起主要作用的是基体相.实验结果同时证实了不同方向的应变差异,因而为筏化驱动模型的定量 关键词： 单晶高温合金 中子衍射 超晶格 时效处理     

CO2二聚体分子弱结合作用的DFT计算

用密度泛函理论(DFT)的Becke 3LYP方法,在不同基集合（6 31G和6 311G系列）下对平行结构（C 2h）和T形结构(C2v)的CO2二聚体进行ab initio计算.通过计算,得到了CO2二聚体C2h和C2v两种构型的结构参数和离解能,并给出了CO2二聚体相对稳定构型C2h的12个正则振动分析图.结果表明,CO2二聚体的离解能为2 kJ•mol－1,CO2分子之间振动频率很小,从而说明CO2二聚体是弱结合分子.     

STUDY OF ANALYTIC POTENTIAL ENERGY FUNCTION AND STABILITY FOR PuOn+ WITH DENSITY FUNCTIONAL THEORY

The theoretical study of PuOⁿ⁺(n=1,2,3) using a density functional method shows that PuO⁺ (X⁶Σ^-) and PuO²⁺ (X⁵Σ^-, ⁷Σ^-, ⁹Σ^-) ions are stable, and the PuO³⁺ (⁴Σ⁺, ⁶Σ⁺) ion is unstable. The analytic potential energy functions of X⁶Σ^- for PuO⁺ and X⁵Σ^-, ⁷Σ^-, ⁹Σ^- for PuO²⁺ have been derived, and their force constants and spectroscopic data have been calculated.     

Density functional study of uranyl （VI） amidoxime complexes

Uranyl (VI) amidoxime complexes are investigated using relativistic density functional theory. The equilibrium structures, bond orders, and Mulliken populations of the complexes have been systematically investigated under a generalized gradient approximation (GGA). Comparison of (acet) uranyl amidoxime complexes ([UO₂(AO)_n]^2-n, 1 ≤ n ≤ 4) with available experimental data shows an excellent agreement. In addition, the U-O(1), U-O(3), C(1)-N(2), and C(3)-N(4) bond lengths of [UO₂(CH₃AO)₄]^2- are longer than experimental data by about 0.088, 0.05, 0.1, and 0.056 Å. The angles of N(3)-O(3)-U, O(2)-N(1)-C(1), N(3)-C(3)-N(4), N(4)-C(3)-C(4), and C(4)-C(3)-N(3) are different from each other, which are due to existing interaction between oxygen in uranyl and hydrogen in amino group. This interaction is found to be intra-molecular hydrogen bond. Studies on the bond orders, Mulliken charges, and Mulliken populations demonstrate that uranyl oxo group functions as hydrogen-bond acceptors and H atoms in ligands act as hydrogen-bond donors forming hydrogen bands within the complex.     

纳米银/石墨烯复合SERS基底的制备及对铀(Ⅵ)的拉曼光谱研究

铀是核工业中一种重要的核燃料,研究其在水溶液中的浓度和种态信息具有重要意义。铀(Ⅵ)在水溶液中最稳定的存在形式UO2+₂,其标准Raman散射峰为871 cm-1。然而利用表面增强拉曼散射(SERS)技术检测铀(Ⅵ)时,铀(Ⅵ)与SERS基底的直接相互作用,使得铀(Ⅵ)的Raman峰存在很大程度的偏移,甚至偏移到710 cm-1。使用不同的SERS基底,其偏移程度也不同,无法反映溶液中铀(Ⅵ)的真实Raman信息,为解析溶液中铀(Ⅵ)的种态带来了很大困难。通过抗坏血酸活化银纳米粒子(AgNPs),在硅衬底上自组装AgNPs阵列,得到SERS基底。利用石墨烯介质隔层的化学惰性和完整性,通过悬空自助转移法在该自组装AgNPs SERS基底表面转移单层石墨烯,制备了纳米银/石墨烯复合SERS基底。并表征了该复合SERS基底的形貌,AgNPs粒子紧密连接在一起,形成纳米链结构,纳米链均匀地分布于衬底表面,单层石墨烯紧密覆盖于AgNPs表面,且石墨烯的亚纳米级厚度没有改变AgNPs的形貌。将这两类SERS基底用于检测硝酸铀酰,对于未覆盖石墨烯的AgNPs基底,UO2+₂的对称伸缩振动峰为719 cm-1,基底与UO2+₂的相互作用导致谱峰宽化,并向低波数移动。而在覆盖了石墨烯的G-AgNPs复合SERS基底表面,UO2+₂的对称伸缩振动峰为771 cm-1,回移了52 cm-1,这种大幅度的回移表明石墨烯隔层在一定程度上隔绝了UO2+₂与AgNPs的相互作用。     

锂陶瓷氚增殖剂的中子辐照性能与产氚行为

D-T聚变堆采用氚增殖剂与中子反应生成氚来保证其燃料的“自持”。Li₂O、LiAlO₂、Li₂ZrO₃、Li₂TiO₃和Li₄SiO₄等锂陶瓷材料由于具有良好的化学稳定性、机械力学性能和产氚性能等优点,是聚变堆主要的候选产氚材料,而其在中子辐照环境下的各种性能和行为是氚增殖包层模块设计所关心的重要内容。本文介绍了国际上锂陶瓷产氚增殖剂的辐照实验研究概况,对材料的辐照性能(材料稳定性、热导性、离子电导性和活化性能等)、堆内/堆外产氚行为、影响氚在陶瓷材料中扩散或释放的各种因素,以及近来关注较多的辐照缺陷与释氚行为的相互关系等方面进行了归纳、分析和总结,同时针对中国确定的氦冷固态球床包层模块的技术路线,提出了需要广泛而系统地开展锂陶瓷基础研究的建议,指出今后国际上氚增殖剂的研究重点是高燃耗(>10%)和高荷载破坏情况下锂陶瓷材料的辐照产氚性能,以及聚变堆氚增殖包层工程条件因素,如磁场、等离子体诱发电流和中子倍增剂等对锂陶瓷小球释氚行为的影响。     

钚及其化合物的理论研究

钚由于其5f电子处于离域和局域的临界位置,其性质易受温度、压力和成键等的影响,导致钚及其化合物呈现出异乎寻常的特性。电子尺度和原子分子尺度的模拟研究有助于深入理解钚及其化合物的基本性质以及与环境气氛的相互作用规律,并有可能揭示若干新的物理机制。本文简要介绍了国内近些年来在钚电子结构计算和原子分子模拟领域中开展的部分基础性工作和研究方向。重点介绍了钚及其化合物或分子的电子结构计算,活性气体在钚及其氧化物表面的吸附行为和钚的自辐照衰变行为。