α粒子和Kr⁺离子对钙钛锆石辐照损伤的Monte Carlo模拟

李伟民^1,2，董发勤³，李文周⁴，边亮^2,5，宋功保²，卢喜瑞²

1. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心2. 西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室3. 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室4. 中核兰州铀浓缩有限公司5. 河北地质大学

摘 要：为研究高能粒子辐照条件下钙钛锆石的微观损伤机制,利用蒙特卡罗SRIM软件包模拟α粒子和Kr⁺离子在100³ 000keV入射能量范围内,钙钛锆石的阻止本领、能量损失、平均投影射程、空位分布和临界非晶注入剂量dpa值。结果表明,当不同能量的α粒子轰击时,入射离子射程为437⁶ 960nm,形成的空位总数为12²0个,钙钛锆石以电子阻止本领为主,能量主要以电离能损的方式损耗;当不同能量的Kr⁺离子轰击时,入射离子射程为39¹ 130nm,形成空位总数为138¹ 097个,随着入射粒子能量的增加核阻止本领逐渐减小,电子阻止本领逐渐增加,能量主要以入射离子电离能损、反冲离子电离能损和反冲离子声子能损的方式损耗;在临界非晶注入剂量下,1 000keV的Kr⁺离子所产生的峰值dpa深度小,1 500keV的Kr⁺离子所产生的峰值dpa深度大。

关键词：钙钛锆石;辐照损伤;蒙特卡罗方法;α粒子;Kr+离子;