钍金属间化合物结构性质的研究

钍是重要的核能资源之一，我国钍资源居世界第二位。最主要的钍矿在内蒙古的白云鄂博主矿和东矿，现在被作为铁矿开采多年，而钍的利用率为零。同时，钍对包头地区和黄河造成放射性等三废污染，因此钍的战略性开发、利用和回收不可延缓。针对我国钍资源丰富的国情，运用原子间相互作用势加强钍金属间化合物材料的研究在资源和环保两个层面上都意义重大，前景广阔。 .原子间相互作用势的研究，是材料设计学的一个重要方向。但由于钍金属间化合物结构复杂，而有关的原子间相互作用势难以获得，致使此类材料的原子级模拟受到较大的限制，陈难先等人利用晶格反演方法系列地得到了钍和过渡族金属的原子间相互作用势。申请者利用自主创新的Chen-M?bius晶格反演势，对钍金属间化合物的结构稳定性、择优占位、热力学性质等的计算有一定成功的实践经验。因此，申请者集体具有解决本项目困难的条件。

本项目利用晶格反演方法系列地得到了钍和过渡族金属的原子间相互作用势，并利用Chen’s Möbius晶格反演势系列性地对钍金属间化合物的相稳定性、结合能、晶格常数、择优占位、晶格振动等进行模拟计算，预测了此类化合物的结构性质、热力学性质以及磁学性质。计算得到的结果与实验上已知的数值有很好的吻合，理论结论符合既有的实验事实。并进一步研究了铀及稀土金属间化合物的结构和热力学性质。