分子动力学模拟玻璃微球充气保气性能的机理

为了探讨载能重粒子辐照改善惯性约束聚变中所用玻璃微球的充气性能，以及热弛豫过程中改善其保气性能的微观机制，利用分子动力学的方法对载能重粒子辐照前后的SiO₂玻璃在内部形成气体扩散微通道的机理进行了模拟研究。结果表明，重粒子辐照可以在SiO₂玻璃中形成明显的扩散通道，说明辐照后的玻璃更适合通入Ar等较大尺寸气体；在高温高压的条件下，形成的扩散通道有逐渐关闭的趋势，辐照产生的缺陷能够在一定程度上得到修复。因此，利用重粒子辐照的方法，可在玻璃体中产生充气的微通道，该通道在高温高压下可实现关闭，从而起到开关的作用。模拟结果可为实验上通过重粒子辐照提升微球玻璃充气保气性能的方法提供理论支持，说明该方法具有可行性。     

Ar离子辐照导致微球玻璃机械性能的变化

为研究离子辐照导致空心玻璃微球机械性能的变化，利用Ar离子辐照与空心玻璃微球组分相同的微球玻璃薄片，结合不同温度下的等时退火处理，采用纳米压痕测试方法研究了辐照前后玻璃机械性能的变化。测试结果表明:辐照后玻璃的硬度和模量均呈下降趋势，恢复阻力明显升高；退火后的未辐照样品硬度和模量呈上升趋势，恢复阻力在误差范围内没有发生变化; 退火后的模量呈下降趋势，恢复阻力呈下降趋势；在退火温度约为300 ℃时，辐照样品退火后的恢复阻力与未辐照样品基本相同。     

Xe离子束辐照硼硅酸盐玻璃和石英玻璃效应对比研究

玻璃固化体作为放射性废物地质处置的第一道安全屏障,它的耐辐照性能研究至关重要.玻璃固化体主要网络结构硅氧四面体与石英玻璃的硅氧四面体是一致的,所以这里用石英玻璃代替玻璃固化体作为研究对象.本文采用Xe离子在相同条件下辐照石英玻璃和硼硅酸盐玻璃.利用纳米压痕技术和椭圆偏振仪表征了辐照前后样品的硬度、模量以及折射率的变化情况.结果表明:硼硅酸盐玻璃和石英玻璃的硬度均随着辐照剂量的增大而减小,硼硅酸盐玻璃的模量随着辐照剂量的增大而减小;石英玻璃的模量随着辐照剂量的增大而增大.模量的变化可能和密度的变化有关,这点与折射率的结果相符.     

γ辐照后硼硅酸盐玻璃的吸收光谱研究

玻璃固化体是用来固化放射性废物的硅酸盐。作为放射性废物处理的第一道工程屏障，它的耐辐照性能尤其引人注目。本工作使用硼硅酸盐玻璃模拟玻璃固化体材料，用不同剂量的γ射线辐照硼硅酸盐玻璃模拟天然放射性对固化体的辐照损伤。通过测量和分析辐照后硼硅酸盐玻璃的吸收光谱，证实了辐照后在玻璃中产生了E'缺陷，非桥氧空位色心、过氧自由基以及过桥氧联接等缺陷。此外，还得出了不同微观结构随吸收剂量的演化关系。对于辐照后产生的缺陷，它们的浓度都随吸收剂量的增加而增大。同时，发现玻璃在辐照后其吸收光谱的带隙随着剂量的增加而逐渐变窄；而当吸收剂量大于等于105 Gy时，玻璃的带隙则达到饱和值。Vitrification is one kind of silicates which is used for immobilization of high-level waste (HLW). As the first engineered barrier of HLW disposition, its anti-irradiation characteristic is particularly noticeable. Vitrification is replaced by borosilicate glass to investigate radiation effect, and the irradiation damage generated by natural radioactivity in vitrification is simulated by different doses gamma rays on borosilicate glass. By measuring and analyzing the absorption spectrum of irradiated borosilicate glasses, it is confirmed that E'defect, non-bridging oxygen hole center, peroxy dangling bond and bridge oxygen link, etc. are induced in borosilicate glass after irradiation. Furthermore, the relations between the defects and absorbed doses are shown. For the concentrations of these defects induced by irradiation, all of them increase with absorbed dose. Meanwhile, absorption band gap in borosilicate glass after irradiation decreases with absorbed dose and the band gap becomes saturated when absorbed dose is equal to or greater than 105 Gy.