α粒子和Kr+离子对钙钛锆石辐照损伤的Monte Carlo模拟

       摘要: 为研究高能粒子辐照条件下钙钛锆石的微观损伤机制,利用蒙特卡罗SRIM软件包模拟α粒子和 Kr+离子在100~3000 keV 入射能量范围内,钙钛锆石的阻止本领、能量损失、平均投影射程、空位分布和临界非晶注入剂量dpa值.结果表明,当不同能量的α粒子轰击时,入射离子射程为437~6960 nm,形成的空位总数为12~20个,钙钛锆石以电子阻止本领为主,能量主要以电离能损的方式损耗;当不同能量的 Kr+离子轰击时,入射离子射程为39~1130 nm,形成空位总数为138~1097个,随着入射粒子能量的增加核阻止本领逐渐减小,电子阻止本领逐渐增加,能量主要以入射离子电离能损、反冲离子电离能损和反冲离子声子能损的方式损耗;在临界非晶注入剂量下,1000 keV的Kr+离子所产生的峰值dpa深度小,1500 keV的Kr+离子所产生的峰值dpa深度大.

作者:
李伟民 董发勤 李文周 边亮 宋功保 卢喜瑞
单位:
中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳621900;西南科技大学 核废物与环境安全国防重点学科实验室,四川 绵阳621010 西南科技大学 固体废物处理与资源化教育部重点实验室,四川 绵阳,621010 中核兰州铀浓缩有限公司,兰州,730065 西南科技大学 核废物与环境安全国防重点学科实验室,四川 绵阳621010;河北地质大学,石家庄050000
出处:
《功能材料》
刊期:
2018年第49卷第3期
基金:
国家自然科学基金资助项目(41302027) 西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室基金资助项目(15 yyhk16)

α粒子和Kr+离子对钙钛锆石辐照损伤的Monte Carlo模拟

摘要: 为研究高能粒子辐照条件下钙钛锆石的微观损伤机制,利用蒙特卡罗SRIM软件包模拟α粒子和 Kr+离子在100~3000 keV 入射能量范围内,钙钛锆石的阻止本领、能量损失、平均投影射程、空位分布和临界非晶注入剂量dpa值.结果表明,当不同能量的α粒子轰击时,入射离子射程为437~6960 nm,形成的空位总数为12~20个,钙钛锆石以电子阻止本领为主,能量主要以电离能损的方式损耗;当不同能量的 Kr+离子轰击时,入射离子射程为39~1130 nm,形成空位总数为138~1097个,随着入射粒子能量的增加核阻止本领逐渐减小,电子阻止本领逐渐增加,能量主要以入射离子电离能损、反冲离子电离能损和反冲离子声子能损的方式损耗;在临界非晶注入剂量下,1000 keV的Kr+离子所产生的峰值dpa深度小,1500 keV的Kr+离子所产生的峰值dpa深度大.

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