Аннотация:В последние десятилетия в ряде стран наметилась тенденция увеличения использования электроэнергии, вырабатываемой на АЭС. С другой стороны, перспективы развития ядерной энергетики связаны со способностью эффективного обращения с отработанным ядерным топливом (ОЯТ). Стеклование, или иммобилизация ОЯТ в стекло, является наиболее распространенным способом обращения с ним. Однако ОЯТ может храниться в таких матрицах не более 30-40 лет. Альтернативой для остекловывания ядерных отходов является утилизация высокоактивных радиоактивных отходов (ВАО) в керамические матрицы и минералы. Наиболее важным является вопрос, насколько эффективно матрица будет оставаться барьером на протяжении требуемого промежутка времени, который для различных изотопов изменяется от десятков лет до десятков тысяч лет.
В настоящее время разработан ряд керамических материалов для утилизации ВАО и плутония. В качестве одной из наиболее перспективных матриц рассматривают силикат ZrSiO4, имеющий природный аналог - минерал циркон. Несмотря на то, что структура циркона переходит из кристаллического состояния в аморфное (метамиктное) состояние под действием авторадиации в результате альфа-распада атомов урана и тория, матрица на основе циркона по предварительным данным может удерживать ВАО на протяжении более длительного времени (500-2000 лет в случае загрузки 10 мас. % 239Pu), чем щелочные алюмофосфатные или боросиликатные стекла, характеризуется высокой химической стойкостью, а также позволяет иммобилизировать ряд актиноидов (235U, 238Pu, 239Pu, 242Cm, 244Cm, 237Np, 241Am, 243Am) и другие радионуклиды.
На протяжении последних лет был выполнен ряд МД вычислений для структуры циркона [Trachenko et al. 2004; Yu et al. 2009; Замятин и др. 2009]. В этих работах авторы использовали различные наборы параметров межатомных потенциалов, что приводит к различиям в получаемых результатах. Поэтому целью данного исследования было изучение влияния способа получения и типа межатомных потенциалов на кинетику накопления и рекомбинации дефектов, возникающих в цирконе в результате движения в нем атома отдачи.