面向先进核电站实时监测的新型无铅窗口材料设计

主要观点总结

本文报道了一种新型无铅透明陶瓷材料La x Gd 2−x Zr 2 O 7的研究，用于高辐射环境的窗口材料。该材料具有优异的机械性能、光学性能和辐射屏蔽能力。研究内容包括合成方法、性能表征、辐射屏蔽性能、抗辐射变色稳定性以及团队介绍等。

关键观点总结

关键观点1: 新型无铅透明陶瓷材料La x Gd 2−x Zr 2 O 7的合成与表征

通过固态反应烧结法合成了LGZO陶瓷，具有立方萤石结构。样品具有高透明度，在紫外-可见光谱范围内显示出高透射率，直线透射率高达75%。

关键观点2: La x Gd 2−x Zr 2 O 7陶瓷的辐射屏蔽性能

该材料对γ射线和中子表现出优异的屏蔽效果，可在高剂量的γ射线辐射下保持高透明度。通过调整La/Gd比例，可以进一步优化材料的屏蔽能力和抗变色稳定性。

关键观点3: 抗辐射变色稳定性的研究

该材料在重度γ辐射下表现出良好的稳定性，辐射诱导的变色可以通过短时间暴露在可见光下恢复。研究了辐射稳定性的结构起源，发现反位缺陷是影响抗辐射变色稳定性的关键因素。

关键观点4: 团队介绍与启示

介绍了研究团队的成员及研究成果。该研究为开发高性能LGZO窗口材料提供了重要的启示，包括元素替换进一步提高屏蔽能力，使用富集的Gd同位素提高中子辐射的屏蔽能力等。

文章预览

文章题目：New lead-free chemistry for in situ monitoring of advanced nuclear power plant 出版信息：Adv. Powder Mater. 3(2024)100229. 第一作者：梁乐行 通信作者：董岩皓，齐建起，石彦立 01 文章摘要 核能对可持续能源和经济发展至关重要，传统铅玻璃由于辐射引起的变色、较差的机械性能及毒性，作为辐射屏蔽窗口材料的应用存在不足，迫切需要发展可实现多射线综合屏蔽、光学性能理想、辐照稳定性优秀及无毒性的先进窗口材料。本研究报道了一种新型La x Gd 2−x Zr 2 O 7 透明陶瓷材料，其具备的独特物理化学性质使其在辐射屏蔽窗口应用方面潜力巨大。该材料可同时实现对γ和中子的高效屏蔽，并在遭受1000 kGy的 60 Co γ射线照射后仍能保持高透明度。提高其La含量能显著增强抗辐射变色的服役稳定性，而提高其Gd含量则会表现出浅度变色，但这种变色能在可见光下可逆 ………………………………