編號：CYYJ02728
篇名：基于蒙特卡羅模擬研究鋯鈦酸鉛鑭材料的中子輻照損傷
作者：王麗敏 段丙皇 許獻(xiàn)國 李昊 陳治軍 楊坤杰 張碩
關(guān)鍵詞： 鋯鈦酸鉛鑭 蒙特卡羅模擬 中子輻照損傷 缺陷濃度
機(jī)構(gòu)： 蘭州大學(xué) 中國工程物理研究院 煙臺大學(xué)
摘要： 鋯鈦酸鉛鑭(Pb0.94La0.06Zr0.96Ti0.04O3,PLZT)具有良好的介電和儲能性質(zhì),是高效、高能量密度電容元件和存儲器件的基體材料.為研究該材料的中子輻照損傷,首先基于Geant4程序包模擬了能量為1-14 MeV中子輻照浩鈦酸鉛鑭(PLZT)材料產(chǎn)生的反沖原子能譜,然后根據(jù)產(chǎn)生的反沖原子種類和最大能量,利用二元碰撞方法模擬了不同能量的離子在PLZT中產(chǎn)生的位移損傷(包括空位和間隙原子),最后根據(jù)反沖原子能譜和對應(yīng)能量離子在材料中產(chǎn)生的缺陷數(shù)目計算了不同能量的中子在PLZT材料中產(chǎn)生缺陷濃度以及分布.結(jié)果發(fā)現(xiàn),對于1-14 MeV能區(qū)的快中子而言,其在厚度為3 cm的PLZT材料中產(chǎn)生的缺陷數(shù)目近似與中子能量無關(guān),約為460±120空位/中子.輻照損傷在3cm厚度內(nèi)隨深度的增加而略有減小,總體變化小于50%,該減小主要是由于中子的反散射導(dǎo)致.本工作為計算中子在材料中的位移損傷提供了一種方法,同時模擬結(jié)果可為研究PLZT基電子器件的中子輻照效應(yīng)提供指導(dǎo).
