高放废物包装容器铁基材料的Cl吸附腐蚀微观机理研究

ZHANG Jieru,YANG Bo,PAN Haiying,HAO Pengfei,WEI Qianglin,LIU Yibao

Nuclear Techniques（2021）

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摘要

铁基材料的Cl吸附腐蚀行为研究对高放废物包装容器选材具有指导意义.基于密度泛函第一性原理,构建了Fe(100)表面对Cl的单独吸附和共吸附模型,通过对吸附过程中的吸附能、Fe?Cl键长和电子结构等参数的研究,重点分析了水辐射分解产物(O、H和OH自由基)对Cl吸附的稳定性影响.结果表明:表面缺陷和自由基均会引起Fe?Cl键长的缩短,4种共吸附体系Fe/(Cl?H2O)、Fe/(Cl?H)、Fe/(Cl?OH)、Fe/(Cl?O)的吸附能依次减小,Bader电荷转移数依次增大.表明辐射环境中的缺陷Fe表面对Cl的吸附更稳定,H2O的辐射分解产物促进了缺陷Fe(100)表面对Cl的吸附,揭示了辐射-含氯地下水耦合环境中铁基材料腐蚀的微观机理.

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关键词

hlw-packaging container,radiation decomposition,defect iron surface,cl adsorption,first principles

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