鈰基鑭系氧化物的制備與晶體結構變化

孟凡石，陳丹瑩，林有奇， 韓東梅,*，康明亮，Sa?d Obbade

1.中山大學 中法核工程與技術學院，廣東 珠海 519082；2.法國格勒諾布爾綜合理工學院，法國 格勒諾布爾 31800

鈰基鑭系氧化物的制備與晶體結構變化

孟凡石1，陳丹瑩1，林有奇1， 韓東梅1,*，康明亮1，Sa?d Obbade2

1.中山大學 中法核工程與技術學院，廣東 珠海 519082；2.法國格勒諾布爾綜合理工學院，法國 格勒諾布爾 31800

通過制備和表征鑭系元素的氧化物來模擬研究次錒系元素的混合氧化物固溶體的晶體結構。采用草酸鹽共沉淀法和程序煅燒，得到了陽離子分布均勻的以CeO2為本底的混合氧化物Ce1-xLnxO2-x/2(其中x∈[0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1] ；Ln=Nd、Sm)。利用紅外光譜、拉曼光譜、熱重分析和X射線衍射，表征了草酸鹽前驅體(Ce1-xLnx)2(C2O4)3·10H2O的結構和特殊官能團，并使用X射線衍射法研究了Ce1-xLnxO2-x/2系列混合氧化物的晶體結構。結果表明，當固體氧化物中鑭系元素含量較低時(對于Nd，x≤0.4；對于Sm，x≤0.3)，可觀察到典型的Fm-3m螢石結構；當x較高(對于Nd，x≥0.5；對于 Sm，x≥0.4)時，可觀察到Ia-3立方結構。通過Rietveld方法計算晶格常數，表明其與平均陽離子半徑遵從一種二次關系，這種二次關系是逐漸增長的平均陽離子半徑和由于氧空位造成的O-O斥力減少綜合作用的結果。

核燃料；X射線衍射；Rietveld精修；固溶體；鈰基鑭系氧化物

核能已成為二十一世紀的重要能源之一，其發展受到廣泛的關注。然而乏燃料的處理已成為制約核能健康發展的一大阻礙。目前法國、中國、日本等多個國家對核燃料采用“閉式循環”[1]方案，即將乏燃料中所含的大部分有用乏燃料(包括235U、238U和239Pu)通過后處理進行分離回收以循環利用，同時將次錒系核素和裂變產物等長壽命高放射性的核廢料進行地質貯存?！?br>