Molecular Dynamics Simulations of Helium Behaviour in Titanium Crystals

Molecular dynamics simulations are performed to investigate the behaviour of helium atoms in titanium at a temperature of 30OK. The nucleation and growth of helium bubble has been simulated up to 50 helium atoms. The approach to simulate the bubble growth is to add helium atoms one by one to the bubble and let the system evolve. The titanium cohesion is based on the tight binding scheme derived from the embedded atom method, and the helium-titanium interaction is characterized by fitted potential in the form of a Lennard-Jones function. The pressure in small helium bubbles is approximately calculated. The simulation results show that the pressure will decrease with the increasing bubble size, while increase with the increasing helium atoms. An analytic function about the quantitative relationship of the pressure with the bubble size and number of helium atoms is also fitted.     

铀床氚残留量的测量

分别采用直接测量法、同位素交换法和溶解法测量铀床中的氚残留量, 并分析了这三种测量方法在本实验条件下的误差. 直接测量法测量铀床的氚残留量的结果如下: 铀床的氚残留量为2.68%, 即每克铀含(0.0308±0.0003) mmol 氚气; 当压力读数在1500～133332 Pa之间时, 基于理想气体状态方程的测量方法(简称PVT法)的标准差小于0.95%. 同位素交换法测量铀床氚的结果如下: 加热充分解吸过的铀床经多次同位素交换后, 其交换效率仅为2.84%, 即不到3%(摩尔分数)的氚被氘气载带出来, 其同位素交换法测量的标准差为7.35%. 溶解法能够彻底地测量铀床中残留的氚, 其溶解法测量的标准差为6.49%.     

氚化钛中氦的热解析

氚以金属氚化物贮存形式过程中，会衰变生成氦-3，从而影响金属氚化物的使用性能。文中采用热解析方法研究了不同贮存周期氦在金属氚化物中的能量状态的变化情况。     

真空热解析分析系统的研制

系统主要针对金属材料中氢同位素和氦的热解析研究而研制，系统原理图如图l所示。系统支路中设计消气剂床，用以避免金属氚化物解析时氚的排放问题；温度、压力和解析组分等由采集系统采集与分析。     

新型无油、小体积微球高压充氘氚系统的研制

根据国内激光惯性约束聚变研究对氘氚微球靶的更高要求，新研制了一套能制备15．0MPa氘氚玻璃微球靶系统，结构见图1。     

纳米Zr-V-O粉末的XRD及TG-DSC研究

利用机械合金化制备纳米Zr-V粉末，对制备过程的材料进行物相分析和热分析试验。初始粉末Zr（150μm）和V（150μm）元素粉末（纯度99．15％）按原子比1：2或1：1进行混合后在氩气气氛中放入SimoloyerCMol—2球磨仓中，按几种不同的试验条件进行球磨。同时在997K和1047K下热处理40min和1h，并对热处理前后的粉末进行了物相和TG-DSC实验分析。     

镧系金属一氢化物有效芯势研究

采用Cundari和Stevens等推导的有效芯势对镧系金属一氢化物进行了理论计算，以探讨镧系金属元素与氢的相互作用。结果表明所有镧系金属一氢化物基态时理论上是稳定的，最稳定的是SmH,最不稳定的是DyH;键长计算结果显示，基态时镧系金属一招兵买马花物有独立王国 收缩现象发生；红外振动频率理论计算值与实验结果一致；成键轨道中，金属原子轨道的贡献主要是s轨道和d轨道：从CeH至ErH(GdH)例外）随着外层电子的增加s轨道成分逐渐增大d轨道成分逐渐减小；从TmH和LuH（包括GdH)，成键轨道中金属原子轨道的贡献主要是d轨道，约为90％；约大多数镧系金属一氧化物的成键轨道中金属原子轨道f成分小于1％。     

辐照损伤模拟中的Zr 原子势函数

以金属Zr 的一种嵌入原子形式(EAM) 的势函数为基础,通过引入一个调制函数的办法,在不同范围内修改了EAM 势函数的对势部分和原子电子密度分布部分,然后采用分子动力学方法计算点缺陷(间隙原子(SIA) 和空位) 形成能和初级离位原子(PKA) 的阈值能,从而探讨这些物理量对势函数的不同部分的敏感程度。计算结果表明:势函数的对势部分长程范围内的形式对缺陷的形成影响较小,其短程范围的形式对SIA 的形成比对空位的形成影响程度更大;对于PKA 的阈值能,其敏感区域来自于势函数的对势部分和原子电子密度分布的短程范围部分,但在不同晶向上的PKA 的阈值能对势函数的敏感程度有所不同。这些研究结果对于在研究Zr 金属的辐照损伤中势函数的选择或构建有指导意义。For the purpose of detecting the sensitive parts of an embedded atom method(EAM) potential which is considered to be used in molecular dynamics simulation of radiation effects of Zirconium, we introduce a modulation function to modify the pairwise potential and the atomic electron-density distribution of the EAM potential. Based on the modified potential function, the formation energies of the self-interstitial atom (SIA) and the vacancy atom are calculated as well as the displacement threshold energy of primary knock-on atom (PKA). The results indicate that the short range part of the pairwise potential has more greater influence on the SIAs formation than the vacancy formation. The defect formation energies are also very sensitive to the behavior of the atomic electron-density function in the range which is close to the cutoff distance. The displacement threshold is sensitive to the short range behaviors of both the airwise potential and the atomic electron-density function, however, the sensitivity is strongly dependent on the crystal-direction.     

影响高功率脉冲氙灯寿命的因素

以美国NOVA和国家点火装置用的高功率脉冲氙灯为例,结合对神光Ⅲ装置用脉冲氙灯的分析,发现了影响脉冲氙灯失效的几个因素,包括石英灯管应力、氙灯尺寸、灯管微缺陷、电极溅射、灯头绝缘、氙气纯度、封接可靠性及周围氙灯放电。结果发现:在进灯能量相同的情况下,氙灯电极弧长越长,内径越大,寿命越高;石英灯管表面的静态拉应力、内表面的微缺陷以及周围氙灯的电离辐射使得氙灯的额外负载能量大大增加,这些是导致氙灯爆炸概率变大的直接因素。     

He原子在金属Ti中行为的第一性原理计算

采用基于量子化学基本原理的密度泛函理论，研究He原子在金属T冲的占位、能量及结构优化后材料各性质参数的变化情况，以及He原子聚集成泡的微观原因。