研究室成果在《Advanced Powder Materials》上发表
2024年10月10日
研究室在题为《Advanced Powder Materials》发表题目为“New lead-free chemistry for in situ monitoring of advanced nuclear power plant”的学术论文，博士研究生梁乐行为第一作者。
核电在可持续能源基础设施建设和经济发展中至关重要，这要求一种能够在高辐射环境中使用的，实现可视化和光学观测的材料。传统的铅玻璃由于辐射导致的变暗、机械性能差以及毒性等原因，已无法满足未来的需求。因此，亟需开发具有多离子化屏蔽功能（特别是针对深层穿透的伽马射线 γ 和中子 n 辐射）、优良的光学-机械性能、抗辐射变暗稳定性以及无毒性的窗口材料。本研究报道了一类透明的稀土烧绿石陶瓷 LaxGd2−xZr2O7，其具有独特的化学物理性能，适用于面向核能领域的辐射屏蔽窗口材料。这项工作展示了在LaxGd2−xZr2O7透明陶瓷高达 1,000 kGy 60Co γ 辐射的重剂量照射下仍保持高透明度的能力。同时观察到，富La的成分在抗辐射变暗方面具有显著的服役稳定性，而富Gd的成分则经历了外观由浅色变暗色的现象，这种变暗现象可以在可见光下可逆恢复。这种行为归因于富La成分中 48f 到 8a 的氧迁移受到抑制，且它们具有较高的烧绿石相稳定性和有序的原子结构，而富Gd的成分在室温下则保持 48f 和 8a 之间的可逆氧迁移活性。这项工作展示了功能性透明陶瓷作为高辐射环境中的窗口材料，为透明陶瓷的发展开辟了广阔的机遇。
