基于氡氦团簇理论的油气藏上方氡异常成因分析

油气藏上方呈现出的晕圈状氡异常能够明显指示油气藏边界,给油气勘探提供有用信息。在分析和总结油气藏上方氡异常成因之后,用氡氦团簇理论解释该现象,对利用氡气进行油气勘探的基础理论研究提供一些启示。

关于氦团簇离子He^＋4的离解能和相对稳定结构

本文应用排列通道量子力学方法，对氦团簇离子的四种可能构型进行了研究，发现的相对稳定结构为“Ｔ”形构型，对应的离解能为０．４２ｋｃａｌ／ｍｏｌ。该结果同其它作者的ａｂｉｎｉｔｉｏ结果相吻合。

金属钨中氦团簇扩散与形核特性的分子动力学研究

本文应用分子动力学方法模拟研究了氦团簇在金属钨中的扩散特性,得到了不同大小团簇的扩散系数,结果表明氦团簇越大,扩散越慢.氦团簇越大越容易激发出自间隙钨原子,且大的氦团簇只需要很低的钨基体温度即可激发.在金属钨中加入125个氦原子(氦浓度低于0.1%),研究了氦团簇的形核特性.通过比较氦团簇、自间隙团簇和空位团簇3种缺陷的尺寸分布发现,氦团簇的尺寸在800 K达到最大值,其它两种缺陷尺寸随温度的增加而逐渐增大.

金属钛中氦团簇融合的分子动力学模拟

运用分子动力学方法研究了金属钛中氦的扩散聚集行为.在300—800K的温度范围内,模拟了钛基底中氦团簇之间的融合过程.研究发现,温度的升高会加快氦团簇的融合.在300—800K,融合后的氦团簇在所模拟的时间尺度内三维结构保持不变.模拟结果还表明,常温下氦团簇之间的吸引力是导致氦团簇融合的重要因素.

金属钛中氦团簇生长行为的分子动力学研究

运用分子动力学方法模拟了常温下金属钛中氦团簇的生长过程.从能量的角度考察了氦团簇的生长机理.研究发现,随着氦团簇的生长,在氦团簇周围逐渐形成位错环缺陷,氦团簇与氦原子的结合能有逐渐下降的趋势,当氦团簇生长到一定尺寸时会通过发射周围缺陷以使得结合能上升,从而增强了进一步吸收氦原子的能力.模拟还发现,随着氦团簇的继续生长,氦团簇的形状由原来的不规则结构逐渐变成了较为规则的棱柱形结构,在随后的生长过程中其生长仅在(001)平面进行,沿[001]轴的厚度几乎不变.

γ-Fe中点缺陷与氦-空位团簇的形成能

利用分子静力学计算了γ-Fe中的空位(V)、自间隙原子(SIA)、间隙氦原子(HeI)和氦-空位(He-V)团簇的形成能．Fe-Fe,Fe-He和He-He原子间相互作用分别用修正嵌入原子法(MEAM)、Wilson-Johnson势和Beck势来描述．计算结果表明, SIA<100>形成能远小于α-Fe中的SIA<11O>形成能,HeI在γ-Fe中的四面体间隙位最隐定.团簇HenV0,HenV1,HenV2和HenV3中的He原子数n分别达到2,5,9和11时即可形成Frenkel对来实现自捕陷,实现自捕陷时的He／V个数比不是定值,且随空位数的增加有逐渐下降趋势．

显现超流体最初端倪的分子——氦团簇

最近 ,文章作者所在的研究小组发表了数篇关于氦原子数多达二十的气相分子团簇的振动转动光谱的实验观测 .研究结果表明 ,N2 O分子和CO2 分子的氦团簇在氦原子数为 7个和 6个时就分别显示出分子超流体现象的开端 .

氦团簇及氦间隙原子在钨中的稳定性研究

首先采用分子动力学方法研究了在钨中预存氦-空位团簇(HenV22)后氦原子结合能与氦-空位比的关系。研究发现:当氦-空位比小于4.5时,氦原子结合能随氦-空位比呈线性减小趋势;当氦-空位比大于4.5时,氦原子的结合能随氦-空位比出现剧烈振荡的现象,这种现象是由于钨中预存氦-空位团簇随机挤出位错环使体系能量骤降所导致的。与此同时,氦-空位团簇周围出现了一些处于亚稳态的fcc结构和hcp结构的钨。为了研究氦团簇周围压强对钨基体相变的影响,本文利用第一性原理对钨的三种结构进行了高压相变计算,发现静水压力不能使钨的三种结构互相转变。另外,通过对bcc钨和fcc钨中四面体间隙氦原子和八面体间隙氦原子电荷密度差的计算,发现bcc钨中四面体间隙氦原子的稳定性高于八面体间隙氦原子的稳定性,而在fcc钨中四面体间隙氦原子的稳定性弱于八面体间隙氦原子的稳定性。

He_2^+团簇结构和解析势能函数的从头计算研究

采用从头计算的耦合簇方法CCSD(T)和He原子Dunning’s相关调和基函数组对He+2 团簇的结构参数、势能曲线进行计算。利用Murrell Sorbie函数和最小二乘法拟合出了解析势能函数 ,并以此为基础计算出光谱常数。通过比较发现 :分子结构和光谱常数计算结果均与实验值符合良好 ,优于文献报道的结果。说明本文所得势能函数解析表达式准确反映了分子中原子间相互作用 。

He9^＋,He13^＋结构与原子化能量的拓扑指数预报

本文利用拓扑指数－Ｒａｎｄｉｃ指数对Ｈｅｎ＋（２≤ｎ≤７）的结构与原子化能量进行了相关分析，从而得到相关方程在这基础上预报了Ｈｅ９＋体心立方结构和Ｈｅ１３＋正二十面体中心结构的原子化能量，并对结果进行了讨论．

[He_3H]^+分子基态势能面的从头计算研究(英文)

使用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ从头计算方法,对犤He3H犦+分子的一些特殊构型的电子基态势能进行扫描,并以此为基础对三体相互作用势在惰性气体质子簇中的影响进行了讨论.结果表明即使在这样一个简单的体系中三体相互作用的影响都是不能忽略的.另一方面,在犤He3H犦+分子稳定构型附近仅将势能展开至三体相互作用项便可提供较精确的相互作用信息,但在强排斥区域更高阶作用的影响变得越来越突出.本文同时讨论了犤He4H犦+的稳态结构.犤He3H犦+与犤He4H犦+的稳态结构表明,犤HenH犦+簇中存在着一个犤He2H犦+核.

金属钨中氦行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了氦在金属钨中的扩散聚集行为.首先,建立了氦与钨原子间相互作用势,短程部分采用ZBL势形式,长程部分采用从头算法数据,实现了两者之间的平滑连接.通过计算氦在钨中不同间隙位的形成能发现,单个氦原子更易存在于金属钨中的四面体间隙位,这与最新的研究成果是一致的.在400—1200K的温度范围内,考察了氦原子在金属钨中的扩散行为,获得了扩散迁移能,其值介于实验值和从头算法结果之间.最后,研究了氦的聚集行为,从能量的角度考察了氦团簇形成初期的生长机理.研究发现,在氦团簇形成初期,氦团簇对氦的结合能随着氦团簇的生长有逐渐增大的趋势,说明氦团簇吸收氦的能力逐渐增强.