PuGa合金中H吸附行为的第一性原理研究

在氢气氛下,PuGa合金会发生氢化腐蚀反应,这会影响材料结构,导致PuGa合金相关性能下降。由于PuGa材料的高辐射性、相关实验技术及条件的制约,难以通过大规模的实验手段对此进行研究。因此,针对H在PuGa合金(111)面及体相内的吸附行为机制进行了第一性原理模拟研究,分析H在PuGa合金中的电子结构及吸附作用过程。研究发现H原子在PuGa体相中倾向吸附于包含Ga原子的四面体间隙,其吸附能为-0.75 eV,而在(111)面上倾向吸附于Pu原子周围,其最大吸附能绝对值为0_(6)2 eV。H在Ga原子邻近吸附位具有较低的扩散能垒,尤其是在表面上其反应能垒小于0.3 eV。本工作从原子尺度理解揭示H在材料表面的吸附行为机理,为降低H对材料结构及性能的影响提供理论指导。