二氧化铈在铁氦双离子束协同辐照下的缺陷演化行为与机制

作者：黄修银; 何琨^*; 孙丹; 吴璐; 辛勇; 李奕鹏; 曹子奇; 邱玺; 冉广

来源：材料热处理学报, 2022, 43(07): 183-190.

DOI：10.13289/j.issn.1009-6264.2021-0611

• 二氧化铈
• 原位辐照
• 原位电镜
• 核燃料
• 辐照行为

由于二氧化铈(CeO2)与二氧化铀(UO2)具有相同的立方萤石晶体结构、几乎相同的晶格参数和相似的物理性质，其常被用作UO2的非放射性模拟燃料，以研究UO2的辐照性能。本论文利用厦门多离子束与透射电镜联机设施，在650℃下采用400 keV Fe+&30 keV He+双离子束对CeO2进行协同辐照；同时在辐照过程中，利用透射电镜(TEM)原位观察和分析了辐照缺陷(位错环和气泡)的演化特征与行为。结果表明：Fe+&He+双束协同辐照导致在CeO2基体中形成了大量的位错环和气泡。在原位研究位错环的萌生、生长、湮灭与合并等行为基础之上，探究了相关机制。随辐照剂量增加，位错环的面密度先增加至峰值后降低，然后达到饱和、趋于稳定；而位错环的平均尺寸随辐照剂量增加总是增大。气泡的平均尺寸先出现一个快速增加，然后保持一个稳定值，随后再增大；而气泡的面密度则是先增加到峰值后再降低。

• 单位
  厦门大学; 中国核动力研究设计院