高放废物处置罐铜材料吸附Cl-、SO42-第一性原理计算

陈沫汝; 杨波; 张梦; 魏强林; 刘义保

doi:10.16056/j.2096-7705.2023.04.017

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高放废物处置罐铜材料吸附Cl^-、SO₄^2-第一性原理计算

更新时间：2026-01-19

- 高放废物处置罐铜材料吸附Cl^-、SO₄^2-第一性原理计算
- Vol. 15, Issue 4, Pages: 114-119+180(2023)
- 作者机构：
  
  1. 东华理工大学核科学与工程学院
  2. 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16056/j.2096-7705.2023.04.017
  CLC： TL942
- Published：2023
- 稿件说明：
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陈沫汝, 杨波, 张梦, et al. 高放废物处置罐铜材料吸附Cl^-、SO₄^2-第一性原理计算[J]. 2023, 15(4): 114-119+180.
DOI：

陈沫汝, 杨波, 张梦, et al. 高放废物处置罐铜材料吸附Cl^-、SO₄^2-第一性原理计算[J]. 2023, 15(4): 114-119+180. DOI： 10.16056/j.2096-7705.2023.04.017.

摘要

为推进甘肃北山高放废物深地质处置罐材料的选择，参考瑞典KBS-3处置罐，基于第一性原理对铜材料进行Cl

与SO

的表面吸附模拟计算，从吸附能、Bader电荷转移、差分电荷密度3个方面揭示阴离子的在铜晶胞模型中的吸附情况，通过分析微观尺度下的电子状态，解决铜材料受辐照损伤及Cl

、SO

影响的腐蚀加速机制问题。结果表明：相较于完整Cu（111）表面的吸附，Cl

及SO

在缺陷Cu（111）表面吸附更稳定。Cl

在缺陷Cu（111）表面的最佳吸附位点为hcp位，吸附能为-3.799 eV。SO

在缺陷Cu（111）表面的最佳吸附位点为hcp位，吸附能为-5.281 eV。在缺陷Cu（111）表面的吸附模型中，Cl表现为得电子；所关心的Cu （Cu9、Cu27、Cu33）则表现为失电子；O表现为得电子，而Cu、S均表现为失电子。在实际高放废物深地质长时间贮存环境中，存在辐照对材料产生原子移位的辐照损伤，诸如Cl

、SO

氧化性较强的阴离子，会稳定吸附于材料表面，对处置罐产生腐蚀加速效应。地下水阴离子的吸附机制模拟研究，可在工程应用领域对处置罐材料的选择提供理论参考。

Abstract

关键词

Keywords

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