内嵌金属的多壁碳纳米管辐射损伤研究

编号：CPJS04750

篇名：内嵌金属的多壁碳纳米管辐射损伤研究

作者：马佳文[1,2,3] ;巩文斌[4] ;张伟[1,3] ;许子健[1,3] ;王呈斌[1,3] ;任翠兰[1,3] ;怀平[1,3] ;朱志远[1,3]

关键词：辐射损伤 碳纳米管 分子动力学 核电池

机构： [1]中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区,上海201800; [2]中国科学院大学,北京100049; [3]中国科学院微观界面物理与探测重点实验室,上海201800; [4]中国科学院纳米技术与纳

摘要： 辐射损伤性能是制约核电池效能和使用寿命的重要因素。美国研究者Popa—Simil提出基于碳纳米管、金属复合结构材料的概念核电池，可实现核能到电能的高效转换，其设计中利用了碳纳米管的抗辐射损伤特性。本文通过建立包覆金属铜的多壁碳纳米管模型，采用分子动力学方法，对内嵌金属的多壁碳纳米管体系进行了辐射损伤的模拟研究。从配位缺陷数、溅射原子数、完美结构缺陷（Perfect structure defect，PST）原子数以及总的辐射损伤量等方面，与无内嵌金属的碳纳米管体系进行了分析对比。发现在有金属铜内嵌的情况下，溅射原子产额与无金属内嵌情况差别不大，但配位数缺陷和PST缺陷减小。表明内嵌金属起到支撑的效果，降低多壁碳纳米管在辐照下的形变，增强了其自修复能力，从而使得辐照耐受性能有所增强。