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

研究与探讨 | 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
- 高放废物处置罐铜材料吸附Cl^-、SO₄^2-第一性原理计算
- 能源研究与管理 2023年15卷第4期页码：114-119+180
- 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：
  
  国家自然科学基金（11965001）;江西省自然科学基金面上项目（20212BAB201004）
- DOI：10.16056/j.2096-7705.2023.04.017
  中图分类号： TL942
- 纸质出版：2023
- 稿件说明：
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陈沫汝, 杨波, 张梦, 等. 高放废物处置罐铜材料吸附Cl^-、SO₄^2-第一性原理计算[J]. 能源研究与管理, 2023,15(4):114-119+180.

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

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

references

沈权.KBS-3乏燃料包装容器腐蚀及地下水浸入后临界安全分析[D].东华理工大学,2015(04).

罗一凡,岳子静,张墨苇,王莞珏,蒋书涵,丰米宁.中国碳达峰、碳中和能源控制目标及供给侧清洁化进程[J].能源研究与管理,2022(03).

王驹.夯实高放废物处置技术根基保障核燃料循环产业可持续发展[J].国防科技工业,2022(09).

吴晓方,范敏,谢运生,孙李媛,杨蕾,张贵香,邹武.江西省碳排放现状与应对达峰策略[J].能源研究与管理,2022(02).

陆燕,陈亚君,单琳.全球乏燃料与高放废物管理现状[J].国外核新闻,2022(03).

谭志宣,夏洪伟.国内减碳现状及“双碳”目标实现途径[J].能源研究与管理,2022(01).

蔡先凤,龙震影.放射性废物安全管理立法：美国经验与中国借鉴[J].宁波大学学报(人文科学版),2021(06).

李腾,周小毛,王玲钰,崔大庆.乏燃料处置的必要性及其处置库环境化学行为[J].核化学与放射化学,2020(06).

周志超,王驹,陈亮,赵敬波,张明.高放废物地质处置的安全管理与策略[J].科技导报,2020(16).

王驹.中国高放废物地质处置21世纪进展[J].原子能科学技术,2019(10).

赵永康,陈晓秋,常向东,张斌,马成辉.探索我国放射性废物处置的多种途径[J].中国核电,2019(03).

崔大庆.综述KBS-3处置库近场还原性环境对处置安全的裨益(英文)[J].化学进展,2011(07).

杨舜,刘其军,张金勇.Cu(111)表面原子和电子结构的第一性原理计算[J].西安工业大学学报,2009(04).

王建敏,周珏,刘继东,熊志华.Cu(111)表面能及功函数的第一性原理计算[J].江西科学,2006(01).

Ma Jin,Pekala Marek,Alt-Epping Peter,Pastina Barbara,Maanoja Susanna,Wersin Paul.3D modelling of long-term sulfide corrosion of copper canisters in a spent nuclear fuel repository[J].Applied Geochemistry,2022.

Frankel Gerald S,Vienna John D,Lian Jie,Guo Xiaolei,Gin Stephane,Kim Seong H,Du Jincheng,Ryan Joseph V,Wang Jianwei,Windl Wolfgang,Taylor Christopher D,Scully John R.Recent Advances in Corrosion Science Applicable To Disposal of High-Level Nuclear Waste.[J].Chemical reviews,2021.

Dirk Mallants,Karl Travis,Neil Chapman,Patrick V. Brady,Hefin Griffiths.The State of the Science and Technology in Deep Borehole Disposal of Nuclear Waste[J].Energies,2020.

Chi-Che Hung,Yuan-Chieh Wu,Fraser King.Corrosion assessment of canister for the disposal of spent nuclear fuel in crystalline rock in Taiwan[J].Corrosion Engineering, Science and Technology,2017(sup1).

Fraser King,Jian Chen,Zack Qin,David Shoesmith,Christina Lilja.Sulphide-transport control of the corrosion of copper canisters[J].Corrosion Engineering, Science and Technology,2017.

Joaquin Salas,Clara Sena,David Arcos.Hydrogeochemical evolution of the bentonite buffer in a KBS-3 repository for radioactive waste. Reactive transport modelling of the LOT A2 experiment[J].Applied Clay Science,2014.

Sipilä,Arilahti,Lehtikuusi,Saario.Effect of sulphide exposure on mechanical properties of CuOFP[J].Corrosion Engineering, Science and Technology,2014.

King,Lilja.Localised corrosion of copper canisters[J].Corrosion Engineering, Science and Technology,2014.

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