钚氢化物高压相变的第一性原理计算研究

项目名称： 钚氢化物高压相变的第一性原理计算研究

项目编号： No.21401173

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 化学工业

项目作者： 叶小球

作者单位： 中国工程物理研究院

项目金额： 25万元

中文摘要： 作为核工业中非常重要的一种放射性材料，钚能以惊人的速率与氢快速反应，这与钚氢化物结构的特殊性有内在联系。然而，钚氢化物具有比金属钚更强的化学活性和更严重的潜在危险性，从而使得直接针对钚氢化物的结构表征显得异常困难；至今尚未确定一氢化钚的晶体结构。钚的氢化行为与IIIB族元素钪、钇和镧等的氢化行为具有许多相似的特征。最近有关镧氢化物的实验研究揭示，一氢化钚有可能通过二氢化钚在加压下的歧化反应得到。本项目将采用以DFT+U 为主的强关联电子体系第一性原理计算方法，计算研究钚氢化物的高压相变规律，获得一氢化钚的晶体结构，并探索可能存在的二氢化钚的岐化反应；研究钚氢化物的晶格动力学和电子结构，以揭示钚-氢在高压下的成键性质，认识钚的5f 电子在加压及氢化物形成过程中所起的作用。综合研究成果，对钚在常压和高压下的氢化腐蚀进行合理的评价，为钚的实际使用提供若干重要的指导原则。

中文关键词： 钚；氢化物；第一性原理计算；高压相变；强关联电子体系

英文摘要： Plutonium, as a very important radioactive material in nuclear industry, can react with hydrogen quickly. The chemical activity and potential risk of plutonium hydride, the reaction product, are higher than those of pure plutonium metal. It is believed th

英文关键词： Plutonium；hydride；First-principles calculations；High-pressure phase transitions；Strongly correlated electron systems