铀的结构相变及力学性能的第一性原理计算

基于密度泛函理论, 分别计算了α, γ铀的晶格常数、平衡态体积、体弹模量及其导数等, 与实验和其他第一性原理计算结果符合较好; 并根据焓-压强曲线得到了两相的相变压强～111GPa. 通过体心立方结构理想拉伸强度的计算, 分析其在极端加载条件下的结构行为. 另外, 计算了小应变情况下U-Nb (6.25at.%) 的能量-应变关系, 发现对应于剪切模量c’的应变会使得该结构的能量降低, 揭示了该结构的力学不稳定性. 关键词： 铀 相变 理想强度 结构稳定性     

黑索金的非弹性中子散射及第一性原理计算

黑索金(环三亚甲基三硝胺, RDX, C₃H₆O₆N₆)是一种非常重要的次级炸药, 因其高能量密度及对外界刺激的低感度而具有广泛的军事和工业应用. 为了能在生产、运输、存储以及使用中对其行为进行有效控制, 人们对它的化学性质、力学性质, 尤其是起爆进行了大量的研究. 炸药的起爆是一个非常复杂的过程, 其中最主要的问题之一就是能量是如何从连续介质尺度的刺激转移到原子尺度引起吸热分解的. 根据冲击波致爆的非平衡态Zel'dovich-von Neumann-Doering模型, 声子作为最初的热载体在整个过程中起着非常重要的作用. 实验上, 非弹性中子散射技术是研究晶体中原子和分子运动动力学的有力手段, 尤其是对于包含了大部分声子晶格模式的低频区域来说极具优势. 利用非弹性中子散射技术测得了RDX 在10–104 cm^-1 范围内的振动谱, 结合固态量子化学计算, 对所测的12个振动模式进行指认. 研究结果有助于人们对起爆详细机理的认识.