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材料在辐射环境下的反应是其能否作为核应用材料的重要依据之一。磷灰石(M10(AO4)6X2)因其优异的物理性能以及对高放核素的包容性已经作为一种潜在核废料固化体陶瓷材料被广泛研究。过去几十年已经有大量研究针对不同组成的磷灰石结构样品进行研究,研究其在不同辐照条件下的非晶现象。在本文的实验中,我们将系统研究不同的X离子对磷灰石抗辐照性能的影响。以便找出在X位置最佳的抗辐照非晶的元素。由于在自然界中磷灰石在X位置以F-、Cl-、OH-居多,因此,本文主要系统研究F-、Cl-、OH·对磷灰石结构材料抗辐照性能的影响,并且为了能够更加深刻的了解X位置离子对磷灰石结构样品抗辐照性能的影响,我们也研究了在X位置F-和Cl-掺杂的磷灰石结构样品在辐照条件下的行为。对于实验用的磷灰石结构,在M位置选取了 Ca2+,AO4位置选择了 PO43-,即实验样品为Ca10(PO4)6X2(X为F-、Cl-、OH-)。进行辐照实验前,用传统陶瓷固相烧结法合成磷灰石多晶圆片,然后对这些样品进行抛光处理。进而对这些进行离子辐照实验,实验条件为常温,800 keV的Kr2+离子在剂量从5×1013 ions/cm2到1×1015 ions/cm2进行系统的辐照实验,并且为了比较在轻重离子辐照下的辐照行为差异,也进行了400 keV 的 Ne~+离子在剂量为 1×1014 ions/cm2、1×1015 ions/cm2、1×1016 ions/cm2的辐照实验。辐照后的样品用掠入射X射线衍射仪(GIXRD)进行表征。掠入射X射线入射角度为0.1°到3.0°。并且用横截面透射电镜(TEM)观察辐照样品的微观变化。实验结果显示,在室温中进行重离子(Kr2+)辐照实验时,所有磷灰石都发生了非晶转变,且不同X离子的磷灰石样品表现出了不同的抗辐照非晶能力;并且发现在测试的剂量范围内,Ne~+离子辐照没有使磷灰石样品发生非晶转变行为。本文主要从以下几个方面对磷灰石结构陶瓷材料样品进行研究,(1)辐照剂量的影响,实验结果表明,磷灰石样品随着辐照剂量的增大,样品的非晶含量上升;(2)不同X离子对磷灰石抗辐照性能的影响,对F-、Cl-、OH-三种离子的研究发现F-在X位置的磷灰石最为抗辐照;(3)F/C1配比对磷灰石抗辐照性能的影响,磷灰石抗辐照非晶的能力与F/C1的比值成正比;(4)辐照离子的影响,在同种剂量下Kr2+离子比Ne~+离子辐照更容易使样品非晶,甚至加大Ne~+离子的辐照剂量也没有产生非晶现象。