编号：CYYJ02728
篇名：基于蒙特卡罗模拟研究锆钛酸铅镧材料的中子辐照损伤
作者：王丽敏 段丙皇 许献国 李昊 陈治军 杨坤杰 张硕
关键词：锆钛酸铅镧 蒙特卡罗模拟 中子辐照损伤 缺陷浓度
机构：兰州大学 中国工程物理研究院 烟台大学
摘要：锆钛酸铅镧(Pb0.94La0.06Zr0.96Ti0.04O3,PLZT)具有良好的介电和储能性质,是高效、高能量密度电容元件和存储器件的基体材料.为研究该材料的中子辐照损伤,首先基于Geant4程序包模拟了能量为1-14 MeV中子辐照浩钛酸铅镧(PLZT)材料产生的反冲原子能谱,然后根据产生的反冲原子种类和最大能量,利用二元碰撞方法模拟了不同能量的离子在PLZT中产生的位移损伤(包括空位和间隙原子),最后根据反冲原子能谱和对应能量离子在材料中产生的缺陷数目计算了不同能量的中子在PLZT材料中产生缺陷浓度以及分布.结果发现,对于1-14 MeV能区的快中子而言,其在厚度为3 cm的PLZT材料中产生的缺陷数目近似与中子能量无关,约为460±120空位/中子.辐照损伤在3cm厚度内随深度的增加而略有减小,总体变化小于50%,该减小主要是由于中子的反散射导致.本工作为计算中子在材料中的位移损伤提供了一种方法,同时模拟结果可为研究PLZT基电子器件的中子辐照效应提供指导.
