磷酸盐玻璃固化放射性含氟废物的分子动力学模拟研究
发布时间：2021-01-11 17:24
钍基熔盐堆核能系统TMSR是由中国科学院启动的“未来先进裂变核能”项目。氟化盐因具有良好的传热性能、较低的蒸汽压、稳定的辐照性能等特点被选作为熔盐堆的燃料载体和冷却剂。熔盐堆运行及其核燃料循环过程中会产生种类形式繁多的含氟放射性废物,大多数是以固态的形式存在。对于熔盐堆及其核燃料循环所产生的这些含氟放射性废物,由于目前缺乏实验条件,使得这些放射性废物的处理研究进展缓慢,研究多数集中于玻璃固化氟化物废物。另一方面,从实验中得到固化体的信息很少,尤其是在结构机理上,诸如氟化物在玻璃中的存在状态、对玻璃网络结构的影响等方面,分子动力学模拟可以有效解决这些问题。分子动力学（MD）方法对于研究材料微观结构的优势是实验无法比拟的,并且该方法的可行性已在许多研究领域的实践中得到证实。本论文用分子动力学方法从微观角度研究含氟放射性废物的固化,对含氟放射性废物的安全处理与处置具有促进意义。本论文用分子动力学模拟的方法对基于磷酸盐玻璃体系固化含氟废物进行研究。在前人实验研究基础上,结合熔盐堆含氟废物的组成特点,选取P2O5-Na2O-CaO...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TMSR燃料循环流程图
磷酸盐玻璃固化放射性含氟废物的分子动力学模拟研究过运动轨迹计算出体系的结构和性质（王海光，2012；周丽娟，2010；杨萍和孙益民，2009；王乾和孙云，2009；叶炳鸿，2007；张秀艳，2006）[42-47]。分子动力学模拟将统计力学加入到计算方法里，有效的弥补了实验的缺陷，可以从微观角度认识材料，获得体系内原子运动规律来揭示材料内在机制，从宏观角度解释实验现象。详细介绍了分子动力学模拟三个主要流程。
图 2.3 网络结构中含不同数量桥氧四面体结构示意图（Ca/Sr/Na 原子绿色，P/Al 原子黑色,桥氧红色，非桥氧白色）Figure 2.3 The structure of the network consists of different number of bridge oxygentetrahedral structures （Ca/Sr/Na are green，P/Al are black, bridge oxygen is red andnon-bridge oxygen is white）组成网络的四面体结构是以桥氧(bridging oxygen, BO)的方式两两相连，没有参与连接其他四面体结构的氧就是非桥氧(non-bridgingoxygen, NBO)。阳离子Na+、Ca2+等分散在网络结构周围与[PO4]、[AlO4]四面体结构争夺非桥氧。体系中桥氧含量反映了网络结构的完整性，桥氧数量越多说明网络结构越完整。如图 2.3 (王明国，2014)[27]所示，桥氧键两端连接着网络构成体的四面体，每个四面体所连接的桥氧数量的区间为[1,4]；分别对应（Q1）、（Q2）、（Q3）和（Q4），
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国特色“低碳经济”优化模型研究[J]. 朱思斯. 工业技术经济. 2016(12)
[2]钍基熔盐堆核能系统[J]. 蔡翔舟,戴志敏,徐洪杰. 物理. 2016(09)
[3]Properties of phosphate glass waste forms containing fluorides from a molten salt reactor[J]. Ya-Ping Sun,Xiao-Bin Xia,Yan-Bo Qiao,Zhong-Qi Zhao,Hong-Jun Ma,Xue-Yang Liu,Zheng-Hua Qian. Nuclear Science and Techniques. 2016(03)
[4]模拟放射性氟化物废物的磷酸盐玻璃固化（英文）[J]. 孙亚平,夏晓彬,乔延波,包良满,马洪军,刘学阳,钱正华. Science China Materials. 2016(04)
[5]碳排放交易渐近 中国将成世界第二大市场[J]. 苏源. 能源研究与利用. 2013(03)
[6]中国钍资源特征及分布规律[J]. 孟艳宁,范洪海,王凤岗,陈璋如. 铀矿地质. 2013(02)
[7]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏. 中国科学院院刊. 2012(03)
[8]国外钍资源核能开发利用策略研究及对我国的启示[J]. 张锐平,汪永平,张雪. 核科学与工程. 2011(04)
[9]低碳背景下中国核能发展的模式与路径分析[J]. 徐步朝,张延飞,花明. 资源科学. 2010(11)
[10]新概念熔盐堆的固有安全性及相关关键问题研究[J]. 秋穗正,张大林,苏光辉,田文喜. 原子能科学技术. 2009(S1)
博士论文
[1]熔盐堆含氟放射性废物磷酸盐固化方案及固化体性能研究[D]. 孙亚平.中国科学院研究生院(上海应用物理研究所) 2016
[2]腐蚀产物CrF3对LiF-NaF-KF熔盐物化性质的影响研究[D]. 阴慧琴.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
硕士论文
[1]CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3体系微晶玻璃分子动力学模拟的探索研究[D]. 王明国.山东建筑大学 2014
[2]原子模拟镁单晶裂尖微结构演化行为[D]. 王海光.北京交通大学 2012
[3]离子液体[bmim][BF4]与水之间的相互作用研究[D]. 周丽娟.北京化工大学 2010
[4]微晶玻璃的分子动力学研究[D]. 朱才镇.深圳大学 2007
[5]魔芋葡甘聚糖相互作用位点及微观结构的变化过程[D]. 叶炳鸿.福建农林大学 2007
[6]基于分子动力学模拟的纳米压痕技术研究[D]. 张秀艳.西安电子科技大学 2006
本文编号：2971184
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TMSR燃料循环流程图
磷酸盐玻璃固化放射性含氟废物的分子动力学模拟研究过运动轨迹计算出体系的结构和性质（王海光，2012；周丽娟，2010；杨萍和孙益民，2009；王乾和孙云，2009；叶炳鸿，2007；张秀艳，2006）[42-47]。分子动力学模拟将统计力学加入到计算方法里，有效的弥补了实验的缺陷，可以从微观角度认识材料，获得体系内原子运动规律来揭示材料内在机制，从宏观角度解释实验现象。详细介绍了分子动力学模拟三个主要流程。
图 2.3 网络结构中含不同数量桥氧四面体结构示意图（Ca/Sr/Na 原子绿色，P/Al 原子黑色,桥氧红色，非桥氧白色）Figure 2.3 The structure of the network consists of different number of bridge oxygentetrahedral structures （Ca/Sr/Na are green，P/Al are black, bridge oxygen is red andnon-bridge oxygen is white）组成网络的四面体结构是以桥氧(bridging oxygen, BO)的方式两两相连，没有参与连接其他四面体结构的氧就是非桥氧(non-bridgingoxygen, NBO)。阳离子Na+、Ca2+等分散在网络结构周围与[PO4]、[AlO4]四面体结构争夺非桥氧。体系中桥氧含量反映了网络结构的完整性，桥氧数量越多说明网络结构越完整。如图 2.3 (王明国，2014)[27]所示，桥氧键两端连接着网络构成体的四面体，每个四面体所连接的桥氧数量的区间为[1,4]；分别对应（Q1）、（Q2）、（Q3）和（Q4），
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国特色“低碳经济”优化模型研究[J]. 朱思斯. 工业技术经济. 2016(12)
[2]钍基熔盐堆核能系统[J]. 蔡翔舟,戴志敏,徐洪杰. 物理. 2016(09)
[3]Properties of phosphate glass waste forms containing fluorides from a molten salt reactor[J]. Ya-Ping Sun,Xiao-Bin Xia,Yan-Bo Qiao,Zhong-Qi Zhao,Hong-Jun Ma,Xue-Yang Liu,Zheng-Hua Qian. Nuclear Science and Techniques. 2016(03)
[4]模拟放射性氟化物废物的磷酸盐玻璃固化（英文）[J]. 孙亚平,夏晓彬,乔延波,包良满,马洪军,刘学阳,钱正华. Science China Materials. 2016(04)
[5]碳排放交易渐近 中国将成世界第二大市场[J]. 苏源. 能源研究与利用. 2013(03)
[6]中国钍资源特征及分布规律[J]. 孟艳宁,范洪海,王凤岗,陈璋如. 铀矿地质. 2013(02)
[7]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏. 中国科学院院刊. 2012(03)
[8]国外钍资源核能开发利用策略研究及对我国的启示[J]. 张锐平,汪永平,张雪. 核科学与工程. 2011(04)
[9]低碳背景下中国核能发展的模式与路径分析[J]. 徐步朝,张延飞,花明. 资源科学. 2010(11)
[10]新概念熔盐堆的固有安全性及相关关键问题研究[J]. 秋穗正,张大林,苏光辉,田文喜. 原子能科学技术. 2009(S1)
博士论文
[1]熔盐堆含氟放射性废物磷酸盐固化方案及固化体性能研究[D]. 孙亚平.中国科学院研究生院(上海应用物理研究所) 2016
[2]腐蚀产物CrF3对LiF-NaF-KF熔盐物化性质的影响研究[D]. 阴慧琴.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
硕士论文
[1]CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3体系微晶玻璃分子动力学模拟的探索研究[D]. 王明国.山东建筑大学 2014
[2]原子模拟镁单晶裂尖微结构演化行为[D]. 王海光.北京交通大学 2012
[3]离子液体[bmim][BF4]与水之间的相互作用研究[D]. 周丽娟.北京化工大学 2010
[4]微晶玻璃的分子动力学研究[D]. 朱才镇.深圳大学 2007
[5]魔芋葡甘聚糖相互作用位点及微观结构的变化过程[D]. 叶炳鸿.福建农林大学 2007
[6]基于分子动力学模拟的纳米压痕技术研究[D]. 张秀艳.西安电子科技大学 2006
本文编号：2971184
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