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放射性核素铀在针铁矿中的占位研究

金宝 蔡军 陈义学

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放射性核素铀在针铁矿中的占位研究

金宝, 蔡军, 陈义学

Occupancy sites of uranium atom in goethite by first-principles calculation

Jin Bao, Cai Jun, Chen Yi-Xue
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  • 用第一性原理研究放射性同位素铀在针铁矿(-FeOOH)中的占位情况, 分别考虑铀原子替代针铁矿中的铁的替位缺陷和铀的多种八面体和多种四面体间隙缺陷. 计算发现了三个最稳定的缺陷构型, 它们分别对应于一个铀替位缺陷(S) 及其中的一个铀的八面体(O)和四面体(T)间隙缺陷, 其形成能分别为-13.49, -3.86, -1.60 eV. 也研究了两个相邻的铀原子在针铁矿中的占位情况, 发现双铀原子很容易掺入到相邻的SS或OS位, 它们的形成能分别为-27.392和-16.214 eV, 结合能分别为-0.417和1.131 eV. 表明双原子铀在针铁矿中会以SS形式发生偏聚而较难以OS形式偏聚.
    Occupancy sites of uranium atom in goethite are studied by first principles calculations. It is found that the formation energies of substitution (S), octahedral (O), and tetrahedral (T) sites of uranium in goethite are -13.49, -3.86, and -1.60 eV, respectively. The formation energies of dual uranium in S and O sites in goethite are -27.392 and -16.214 eV, respectively, and corresponding binding energies are -0.417 and 1.131 eV, respectively. It is concluded that dual uranium atoms can aggregate together in S site formation in goethite, but not in O site formation.
    • 基金项目: 国家大型先进压水堆核电站重大专项(批准号:2011ZX06004-008) 和国家自然科学基金(批准号:11274110)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Science and Technology Major Project of the Ministry of Science and Technology of China (Grant No. 2011ZX06004-008) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11274110).
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-08-06
  • 修回日期:  2012-12-24
  • 刊出日期:  2013-04-05

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