高放废物包装容器铁基材料的Cl吸附腐蚀微观机理研究

作者：张洁茹; 杨波^*; 潘海映; 郝鹏飞; 魏强林; 刘义保

来源：核技术, 2021, 44(10): 12-18.

• 高放废物包装容器
• 辐射分解
• 缺陷铁表面
• 氯吸附
• 第一性原理

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。

• 单位
  东华理工大学