搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

放射性核素铀在针铁矿中的占位研究

金宝 蔡军 陈义学

引用本文:
Citation:

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
PDF
导出引用
  • 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).
    [1]

    Goli E, Rahnemaie R, Hiemstra T, Malakouti M J 2011 Chemosphere 82 1475

    [2]

    Xia S W, Zhong B W, Chou M, Yu L M 2011 Periodical of Ocean Univ. China 41 57 (in Chinese) [夏树伟, 钟炳伟, 仇萌, 于良民 2011 中国海洋大学学报 41 57]

    [3]

    Leung K, Criscenti L J 2012 J. Phys. Condens. Matter. 24 124105

    [4]

    HayesK F, Roe A L, Brown G E B, Hodgson, K O, Leckie J O, Parks G A, 1987 Science 238 783

    [5]

    Yang H X, Lu R, Downs R T, Costin G 2006 Structure Report Online 62 i250

    [6]

    Forsyth J B, Hedley I G, Johnson C E 1968 J. Phys. C 1 179

    [7]

    Kubicki J D, Paul K W, Sparks D L 2008 Geochem. Trans. 9 4

    [8]

    Kerist S, Felmy A R, Ilton E S 2011 Environmental Science & Technology 45 2770

    [9]

    Krese G, Furthmuller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [10]

    Kresse G, Joubert D 1999 Phys. Rev. B 59 1758

    [11]

    Kresse G, Hafner J 1994 Phys. Rev. B 49 14251

    [12]

    Kresse G, Hafner J 1993 Phys. Rev. B 47 RC558

    [13]

    Blochl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [14]

    Ziesche P, Eschrig H 1991 Electronic Structure of Solids (Berlin:Akademie) p6

    [15]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [16]

    Baer Y, Schoenes J 1980 Solid State Commun. 33 885

    [17]

    Dudarev S L, Botton G A, Savrasov S Y, Szotek Z, Temmerman W M, Sutton A P 1998 Phys. Status Solidi A 166 429

    [18]

    Anisimov V I, Zaanen J, Andersen O K 1991 Phys. Rev. B 44 943

    [19]

    Liechtenstein A I, Anisimov V I, Zaanen J 1995 Phys. Rev. B 52 5467

    [20]

    Monkhorst H J, Pack J D 1977 Phys. Rev. B 16 1748

    [21]

    Domain C, Bessonb R, Legris B 2002 Acta Materialia 50 3513

    [22]

    Cai J, Lu D G 2013 Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.) 26 25

  • [1]

    Goli E, Rahnemaie R, Hiemstra T, Malakouti M J 2011 Chemosphere 82 1475

    [2]

    Xia S W, Zhong B W, Chou M, Yu L M 2011 Periodical of Ocean Univ. China 41 57 (in Chinese) [夏树伟, 钟炳伟, 仇萌, 于良民 2011 中国海洋大学学报 41 57]

    [3]

    Leung K, Criscenti L J 2012 J. Phys. Condens. Matter. 24 124105

    [4]

    HayesK F, Roe A L, Brown G E B, Hodgson, K O, Leckie J O, Parks G A, 1987 Science 238 783

    [5]

    Yang H X, Lu R, Downs R T, Costin G 2006 Structure Report Online 62 i250

    [6]

    Forsyth J B, Hedley I G, Johnson C E 1968 J. Phys. C 1 179

    [7]

    Kubicki J D, Paul K W, Sparks D L 2008 Geochem. Trans. 9 4

    [8]

    Kerist S, Felmy A R, Ilton E S 2011 Environmental Science & Technology 45 2770

    [9]

    Krese G, Furthmuller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [10]

    Kresse G, Joubert D 1999 Phys. Rev. B 59 1758

    [11]

    Kresse G, Hafner J 1994 Phys. Rev. B 49 14251

    [12]

    Kresse G, Hafner J 1993 Phys. Rev. B 47 RC558

    [13]

    Blochl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [14]

    Ziesche P, Eschrig H 1991 Electronic Structure of Solids (Berlin:Akademie) p6

    [15]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [16]

    Baer Y, Schoenes J 1980 Solid State Commun. 33 885

    [17]

    Dudarev S L, Botton G A, Savrasov S Y, Szotek Z, Temmerman W M, Sutton A P 1998 Phys. Status Solidi A 166 429

    [18]

    Anisimov V I, Zaanen J, Andersen O K 1991 Phys. Rev. B 44 943

    [19]

    Liechtenstein A I, Anisimov V I, Zaanen J 1995 Phys. Rev. B 52 5467

    [20]

    Monkhorst H J, Pack J D 1977 Phys. Rev. B 16 1748

    [21]

    Domain C, Bessonb R, Legris B 2002 Acta Materialia 50 3513

    [22]

    Cai J, Lu D G 2013 Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.) 26 25

  • [1] 莫秋燕, 张颂, 荆涛, 张泓筠, 李先绪, 吴家隐. CuSe表面修饰的第一性原理研究. 物理学报, 2023, 72(12): 127301. doi: 10.7498/aps.72.20230093
    [2] 侯璐, 童鑫, 欧阳钢. 一维carbyne链原子键性质应变调控的第一性原理研究. 物理学报, 2020, 69(24): 246802. doi: 10.7498/aps.69.20201231
    [3] 刘飞, 文志鹏. Zr, Nb, V在α-Fe(C)中的占位、电子结构及键合作用的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(13): 137101. doi: 10.7498/aps.68.20182282
    [4] 王烈林, 李江博, 谢华, 邓司浩, 张可心, 易发成. 铀在Nd2Zr2O7烧绿石中的固溶量及重离子辐照效应. 物理学报, 2018, 67(19): 192801. doi: 10.7498/aps.67.20181204
    [5] 王立鹏, 江新标, 吴宏春, 樊慧庆. 氮化铀热中子截面的第一性原理计算. 物理学报, 2018, 67(20): 202801. doi: 10.7498/aps.67.20180834
    [6] 高云亮, 朱芫江, 李进平. Al辐照损伤初期的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(5): 057104. doi: 10.7498/aps.66.057104
    [7] 文平, 李春福, 赵毅, 张凤春, 童丽华. Cr,Mo,Ni在α-Fe(C)中占位、键合性质及合金化效应的第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(19): 197101. doi: 10.7498/aps.63.197101
    [8] 王海燕, 高雪云, 任慧平, 张红伟, 谭会杰. 稀土La在-Fe中占位倾向及对晶界影响的第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(14): 148101. doi: 10.7498/aps.63.148101
    [9] 令狐佳珺, 梁工英. In掺杂ZnTe发光性能的第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(10): 103102. doi: 10.7498/aps.62.103102
    [10] 王芳, 张建民, 薛红. Mo, Ta, W在NixAl1-x(x=0.25,0.5,0.75) 中的择优占位. 物理学报, 2013, 62(13): 133401. doi: 10.7498/aps.62.133401
    [11] 刘本琼, 谢雷, 段晓溪, 孙光爱, 陈波, 宋建明, 刘耀光, 汪小琳. 铀的结构相变及力学性能的第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(17): 176104. doi: 10.7498/aps.62.176104
    [12] 陈 琨, 范广涵, 章 勇. Mn掺杂ZnO光学特性的第一性原理计算. 物理学报, 2008, 57(2): 1054-1060. doi: 10.7498/aps.57.1054
    [13] 朱建新, 李永华, 孟繁玲, 刘常升, 郑伟涛, 王煜明. NiTi合金的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(11): 7204-7209. doi: 10.7498/aps.57.7204
    [14] 张金奎, 邓胜华, 金 慧, 刘悦林. ZnO电子结构和p型传导特性的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5371-5375. doi: 10.7498/aps.56.5371
    [15] 丁少锋, 范广涵, 李述体, 肖 冰. 氮化铟p型掺杂的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4062-4067. doi: 10.7498/aps.56.4062
    [16] 彭丽萍, 徐 凌, 尹建武. N掺杂锐钛矿TiO2光学性能的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1585-1589. doi: 10.7498/aps.56.1585
    [17] 于 松, 王崇愚, 于 涛. 嵌入原子法研究Ni3Al中点缺陷以及Re择优占位和集团化. 物理学报, 2007, 56(6): 3212-3218. doi: 10.7498/aps.56.3212
    [18] 姚红英, 顾 晓, 季 敏, 张笛儿, 龚新高. SiO2-羟基表面上金属原子的第一性原理研究. 物理学报, 2006, 55(11): 6042-6046. doi: 10.7498/aps.55.6042
    [19] 潘志军, 张澜庭, 吴建生. CoSi电子结构第一性原理研究. 物理学报, 2005, 54(1): 328-332. doi: 10.7498/aps.54.328
    [20] 苏良碧, 杨卫桥, 董永军, 徐 军, 周国清. U:CaF2晶体的分凝特性与光谱性质. 物理学报, 2004, 53(11): 3956-3960. doi: 10.7498/aps.53.3956
计量
  • 文章访问数:  6600
  • PDF下载量:  621
  • 被引次数: 0
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

/

返回文章
返回