铀氢化反应过程中氢扩散行为的第一性原理研究

铀氢化反应动力学及产物形式受氢在铀氧化物及氢化物中的固溶、扩散等过程控制.本文利用第一性原理计算方法,研究氢在UO2、α-UH3、β-UH3、PdHx等介质中的固溶、扩散行为,从微观角度解释氢化反应各个阶段氢化反应速率的主要特征,并对α/β相生成的条件作一番探讨.研究表明,UO2中较高的氢扩散势垒导致氢扩散到达氧化物-金属界面非常困难,这是氢化反应起始阶段存在孕育期的主要原因;与此相反,β-UH3的氢具有非常低的溶解能和扩散势垒,且实际状态下β-UH3的表面积非常大,对氢化反应具有显著的促进作用;PdHx具有和α-UH3相近且均略高于β-UH3的溶解能和扩散势垒,这使得氢在其中的扩散速率较低,是Pd膜覆盖下铀氢化主要产物为α-UH3的主要原因.

铀金属在惰性气体密封环境中表面氧化腐蚀分析

利用X射线光电子能谱（XPS）、能量色散X射线能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）分析铀金属在惰性气氛中贮存10年后的表面腐蚀状况，探讨了引起铀金属表面发生氧化自燃及腐蚀坑形成的因素．结果表明，铀金属贮存10年后。表面发生氧化、自燃，形成腐蚀坑，其材质中杂质铁元素含量异常，长期密封贮存和贮存环境介质化学行为是主要原因．腐蚀坑氧化物为UO2和U3O6．铀金属氢化反应生成UH3，UHs直接暴露于空气中而发生自燃．