袁伟
- 作品数：14 被引量：19H指数：3
- 供职机构：兰州大学核科学与技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：化学工程核科学技术理学自动化与计算机技术更多>>
- 高放废物玻璃固化体的辐照效应研究进展被引量：2
- 2017年
- 本文概述了国内外针对玻璃辐照效应所开展的研究及其进展。介绍了α、β、γ射线在玻璃中产生的微观缺陷类型、相对应的表征手段、不同微观损伤与吸收剂量的关系及其在不同温度条件下的稳定性。介绍了玻璃宏观性质随辐照剂量的改变以及饱和现象,提出了宏观性质的改变和无序度的联系来解释实验结果。最后,介绍了玻璃固化体研究所面临的问题和挑战。
- 王铁山彭海波刘枫飞孙梦利袁伟段丙皇关兴彩陈亮杜鑫杨迪陈昊
- 关键词：玻璃固化体辐照效应高放废物
- 惯性约束聚变靶丸玻璃微观结构的分子动力学模拟被引量：4
- 2016年
- 使用分子动力学方法模拟惯性约束聚变(ICF)玻璃微球靶丸材料的碱金属硼硅酸盐玻璃,研究了不同SiO2与B2O3和不同Na2O与B2O3物质的量比的微观结构,包括键长、键角、配位数以及空穴的分布情况。通过模拟发现,在不同组分的碱金属硼硅酸盐玻璃中,硅原子的网络体结构相对稳定,硼原子的结构会随着成分的变化发生明显变化。同时,针对实际的ICF实验中对玻璃微球充入惰性气体氩的问题,模拟发现,当SiO2与B2O3物质的量比为40.5,Na2O与B2O3物质的量比为17.4,8.5,4.2时,玻璃中存在有较多的供氩扩散的空穴。
- 南帅袁伟王铁山彭海波陈亮杜鑫张多飞律鹏
- 关键词：分子动力学微观结构空穴
- 重离子和γ辐照硼硅酸盐玻璃的辐照效应对比被引量：3
- 2019年
- 为研究玻璃固化体在不同辐照方式下的宏观和微观结果及其对应关系,使用重离子和γ辐照硼硅酸盐玻璃,分别测量了辐照后硼硅酸盐玻璃的硬度和模量变化。发现在γ辐照条件下,直到吸收剂量达到6×10~6 Gy,硼硅酸盐玻璃的宏观性质(硬度和模量)均未发生明显改变。在Xe离子辐照条件下,当辐照剂量达到0.1 dpa时,硬度和模量减少达饱和值。此外,测量了γ辐照后的硼硅酸盐玻璃的吸收光谱,得到了辐照后硼硅酸盐玻璃带隙随吸收剂量的变化规律,讨论了辐照产生的微观缺陷来源和产生机理。发现重离子辐照产生的硬度和模量的下降主要来源于玻璃网络结构的断裂,而重离子的核能量沉积是造成网络体结构断裂的主要原因。结合γ辐照样品的吸收光谱结果,通过对比γ射线和重离子辐照后的样品硬度和模量变化不同趋势可发现:γ辐照会在硼硅酸盐玻璃中产生微观缺陷(非桥氧空位色心等),这些缺陷主要来源于网络体末端与钠相连的键的断裂。而网络体末端的断裂不影响硼硅酸盐玻璃的网络体结构,所以γ辐照产生的缺陷不会引起硼硅酸盐玻璃的硬度和模量变化。
- 刘枫飞张晓阳管明赵彦杜鑫袁伟彭乃卫李源王铁山彭海波
- 关键词：硼硅酸盐玻璃辐照效应重离子Γ射线
- 离子辐照GaAs的光致发光和拉曼散射研究被引量：2
- 2016年
- 利用250 keV质子和4.5 MeV氪离子(Kr17+)辐照未掺杂GaAs,注量分别为1×10^(12)-3×10^(14) cm^(-2)和3×10^(11)-3×10^(14) cm^(-2),使用光致发光谱和拉曼散射谱分析表征。发光谱的结果表明,随着剂量增大,质子辐照后的CAs峰及其声子伴线逐渐减弱,913 nm处的复合缺陷峰则先增大后减小,此峰与材料制备时的Cu掺杂无关。Kr离子辐照后本征发光峰则完全消失。拉曼散射谱的结果表明,相比于质子辐照,Kr离子辐照后LO声子峰峰位向低频方向移动,出现非对称性展宽,晶体结构发生明显改变。质子和Kr离子辐照效应的差异是由于移位损伤相差至少三个量级造成的。最后采用多级损伤累积(Multi-step damage accumulation,MSDA)模型得到了材料内缺陷的演化过程,并很好地解释了随损伤剂量增大GaAs光学性能及晶体结构的变化趋势。
- 杨迪孙梦利袁伟杜鑫彭海波王铁山郭红霞
- 关键词：辐照效应光致发光谱
- 分子动力学模拟钠硼硅酸盐玻璃电子辐照诱导的结构演化效应被引量：1
- 2017年
- 钠硼硅酸盐玻璃作为高放射废物玻璃固化体的候选材料之一,已有大量实验对该类玻璃开展了电子或重离子的辐照效应研究.然而,在理论计算与模拟方面的工作却很少,目前主要集中于重离子的辐照效应,对电子的辐照效应的模拟尚未见报道.本文利用分子动力学工具提出一种新的方法,以实现对电子辐照诱导的玻璃结构演化进行模拟.该方法基于实验中玻璃的结构变化特点,即实验中的拉曼结果已经证实:在大剂量的电子辐照后的玻璃中存在分子氧的事实,由于这些分子氧不会与其他粒子发生相互作用,因而可以通过从体系中逐步地移除一定数量氧原子的方式,以达到模拟大剂量电子辐照的情形,进而得到电子辐照后的玻璃的结构信息.模拟结果显示:随着移除氧原子的数量增加,玻璃中的Si—O—Si平均键角逐渐减小;而且玻璃中的小环数量会因氧的逐渐减少而逐渐增加;玻璃中部分[BO4]结构会转变为[BO3]结构,最终这种转变会达到饱和;大量移除氧之后,玻璃中的钠元素也出现明显的相分离.这些模拟辐照的玻璃结构特性能较好地与实验中的硼硅酸盐玻璃电子辐照诱导的结构变化符合.因此,本文提出的方法有望为通过分子动力学模拟硼硅酸盐玻璃的电子辐照效应提供新思路.
- 袁伟彭海波杜鑫律鹏沈扬皓赵彦陈亮王铁山
- 关键词：硼硅酸盐玻璃分子动力学电子辐照
- 多种重离子辐照对硼硅酸盐玻璃机械性能的影响被引量：2
- 2019年
- 研究辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能的影响,对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。本工作采用0.3MeV的P离子、4 MeV的Kr离子、5 MeV的Xe离子以及8 MeV的Au离子分别辐照硼硅酸盐玻璃,利用纳米压痕技术表征了辐照前后样品的硬度和模量。结果表明:硼硅酸盐玻璃的硬度和模量在一定范围内会随着辐照剂量的增大而减小,辐照达到0.1 dpa时硬度和模量变化趋于饱和,此时硬度下降了35%,模量下降了18%;而且不同种类的离子辐照对硼硅酸盐玻璃的硬度和模量造成的变化趋势基本相同。使用掠入射X射线衍射仪对样品晶态结构进行了分析,发现辐照后硼硅酸盐玻璃仍保持非晶状态。利用Raman光谱对辐照后样品的微观结构的变化进行了表征,发现辐照会导致玻璃网络结构发生改变,玻璃的聚合度下降,无序度增加。本工作还证明了离子辐照导致玻璃机械性能变化的主要因素是离子在样品中的核能量沉积导致玻璃结构的改变。
- 张晓阳彭海波刘枫飞赵彦孙梦利管明张冰焘杜鑫袁伟王铁山
- 关键词：硼硅酸盐玻璃辐照效应机械性能
- Xe离子束辐照硼硅酸盐玻璃和石英玻璃效应对比研究被引量：3
- 2018年
- 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.
- 彭海波刘枫飞张冰焘张晓阳孙梦利杜鑫王鹏袁伟王铁山王建伟
- 关键词：石英玻璃硼硅酸盐玻璃辐照效应
- Ar离子辐照导致微球玻璃机械性能的变化
- 2018年
- 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。
- 张冰焘律鹏陈亮张晓阳赵彦刘枫飞孙梦利袁伟杜鑫王铁山
- 关键词：离子辐照机械性能退火
- γ辐照后硼硅酸盐玻璃的吸收光谱研究被引量：3
- 2017年
- 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10~5Gy时,玻璃的带隙则达到饱和值。
- 孙梦利刘枫飞杜鑫袁伟律鹏赵彦张冰焘张晓阳陈亮王铁山彭海波
- 关键词：玻璃固化体辐照损伤吸收光谱
- 分子动力学模拟玻璃微球充气保气性能的机理被引量：1
- 2018年
- 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。
- 王铁山赵彦袁伟张冰焘律鹏彭海波陈亮
- 关键词：分子动力学玻璃微球
