铈掺杂诱导U3O8晶型变化

铈是核反应的重要裂变元素,其氧化物CeO_2容易与UO_2燃料形成U_(1-x)Ce_xO_2固溶体。铀铈固溶体会因为U4+发生氧化而生成(U_(1-x)Ce_x)3O_(8-δ)混合氧化物。Ce在U_3O_8中的存在会改变U_3O_8母体的局域结构,影响着(U_(1-x)Ce_x)3O_(8-δ)产物的物理化学性质。研究铀铈混合氧化物的局域结构,可以帮助理解处于苛刻环境中乏燃料的性状。使用共沉淀方法制备了铈掺杂的U_3O_8混合氧化物样品,即(U_(1-y)Ce_y)3O_(8-δ)(y=0,0.05,0.20),利用粉末X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)获取其物相信息,借助同步辐射X射线吸收精细结构(X-ray Absorption Fine Structure,XAFS)技术来获取(U_(1-y)Ce_y)3O_(8-δ)中铀和铈的局域结构。结果表明:与掺杂前的U_3O_8具有C2mm空间群不同,掺入Ce后的(U_(1-y)Ce_y)3O_(8-δ)转变成了与U_3O_8的P62m空间群一样的晶型,Ce的存在还导致铀的平均价态升高,层内最近邻Ce-U(Ce)的原子距离减小。