Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2026, выпуск 9 » Статья стр. 1489
<<<>>>
Ab initio расчеты электронной структуры ионов U, Pu и минорных актиноидов в ксенотиме YPO4 и монаците CePO4
Ломачук Ю.В.1, Мальцев Д.А.1, Шахова В.М.1, Титов А.В.1,2
1Федеральное государственное бюджетное учреждение Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра " Курчатовский институт", Гатчина, Россия
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Email: lomachuk_yv@pnpi.nrcki.ru
Поступила в редакцию: 19 июня 2026 г.
В окончательной редакции: 23 июня 2026 г.
Принята к печати: 23 июня 2026 г.
Выставление онлайн: 16 октября 2026 г.
PDF версия
Для фрагментов идеальных кристаллов YPO4 (структура ксенотима) и CePO4 (структура монацита) построены кластерные модели с использованием " подстраиваемого под соединение" потенциала внедрения кластера в кристалл. Эти модели использованы для изучения электронной структуры и свойств примесных ионов минорных актиноидов Am, Cm, Np, а также ионов U и Pu в кристаллах, являющихся аналогами природных ортофосфатов со структурами ксенотима и монацита. Вычислены значения длин связей M-O в кристаллах (M - примесный актиноид). Для ионных состояний +3, +4 всех рассматриваемых примесных актиноидов в ксенотиме и монаците исследована зависимость длин связи от ионного состояния атома M. Результаты качественно согласуются со значениями соответствующих ионных радиусов. Вычислены значения химических сдвигов рентгеновских эмиссионных спектров ионов в кристаллах относительно свободного атома. На основе полученных результатов можно сделать вывод, что ионы Am, Cm, Pu, Np могут встраиваться в ортофосфаты со структурами ксенотима и монацита с типичными для них степенями окисления +3 и +4 аналогично урану в природных ортофосфатах. Ключевые слова: потенциал внедрения, кластерные модели, f-элементы, ионно-ковалентные кристаллы.
  1. L. Nasdala, S. Akhmadaliev, A. Artac, C. Chanmuang N., G. Habler, C. Lenz. Phys. Chem. Miner. 45, 9, 855 (2018)
  2. N. Dacheux, N. Clavier, A.-C. Robisson, O. Terra, F. Audubert, J.-E. Lartigue, C. Guy. C. R. Chim. 7, 12, 1141(2004)
  3. Y. Ji, G. Beridze, D. Bosbach, P.M. Kowalski. J. Nucl. Mater. 494, 172 (2017)
  4. K. Popa, M. Cologna, L. Martel, D. Staicu, A. Cambriani, M. Ernstberger, P.E. Raison, J. Somers. J. Eur. Ceram. Soc. 36, 16, 4115 (2016)
  5. E.R. Vance, Y. Zhang, T. McLeod, J. Davis. J. Nucl. Mater. 409, 3, 221 (2011)
  6. Y. Arinicheva, K. Popa, A.C. Scheinost, A. Rossberg, O. Dieste-Blanco, P. Raison, A. Cambriani, J. Somers, D. Bosbach, S. Neumeier. J. Nucl. Mater. 493, 404 (2017)
  7. Y. Zhang, E.R. Vance. J. Nucl. Mater. 375, 3, 311 (2008)
  8. E.V. Puchkova, R.V. Bogdanov, R. Giere. Am. Mineral. 101, 8, 1884 (2016)
  9. G.R. Lumpkin, T. Geisler-Wierwille. In: Comprehensive Nuclear Materials / Ed. R.J.M. Konings. Elsevier, Oxford (2012). С. 563
  10. P. Boutinaud, M.G. Brik. J. Mater. Chem. C 8, 2086 (2020)
  11. A. Kovacs, R.J.M. Konings, J.K. Gibson, I. Infante, L. Gagliardi. Chem. Rev. 115, 4, 1725 (2015)
  12. A.V. Zaitsevskii, L.V. Skripnikov, A.V. Titov. Mendeleev Commun. 26, 4, 307 (2016)
  13. A. Kovacs. J. Phys. Chem. A 121, 12, 2523 (2017)
  14. A. Nowak, P. Tecmer, K. Boguslawski. Phys. Chem. Chem. Phys. 21, 19039 (2019)
  15. I.Y. Zhang, A. Gruneis. Front. Mater. 6, 123 (2019)
  16. A. Rasmussen, T. Deilmann, K.S. Thygesen. npj Comput. Mater. 7, 1, 22 (2021)
  17. E. Pavarini, E. Koch, A.I. Lichtenstein, D. Vollhardt. Schriften des Forschungszentrums J.lich / Reihe Modeling and Simulation. Forschungszentrum Julich, Zentralbibliothek, Verlag, Julich (2022). 448 с
  18. N.S. Mosyagin, A.V. Titov, E. Eliav, U. Kaldor. J. Chem. Phys. 115, 5, 2007 (2001)
  19. L. Gyevi-Nagy, M. Kallay, P.R. Nagy. J. Chem. Theory Comput. 16, 1, 366 (2020)
  20. A.V. Oleynichenko, A.V. Zaitsevskii. J. Chem. Phys. 163, 22, 224123 (2025)
  21. A.V. Oleynichenko, A.S. Rumiantsev, A.V. Zaitsevskii, E. Eliav. J. Chem. Phys. 163, 4, 044113 (2025)
  22. А.С. Румянцев, А.В. Олейниченко, А.В. Зайцевский. Оптика и спектроскопия 134, 3, 231 (2026)
  23. A.V. Oleynichenko, Y.V. Lomachuk, D.A. Maltsev, N.S. Mosyagin, V.M. Shakhova, A. Zaitsevskii, A.V. Titov. Phys. Rev. B 109, 125106 (2024)
  24. P.A. Khadeeva, V.M. Shakhova, Y.V. Lomachuk, N.S. Mosyagin, A.V. Titov. Mol. Phys. 124, 3-4. e2483881 (2026)
  25. Y.V. Lomachuk, D.A. Maltsev, N.S. Mosyagin, L.V. Skripnikov, R.V. Bogdanov, A.V. Titov. Phys. Chem. Chem. Phys. 22, 17922 (2020)
  26. D.A. Maltsev, Yu.V. Lomachuk, V.M. Shakhova, N.S. Mosyagin, L.V. Skripnikov, A.V. Titov. Phys. Rev. B 103, 205105 (2021)
  27. V.M. Shakhova, D.A. Maltsev, Y.V. Lomachuk, N.S. Mosyagin, L.V. Skripnikov, A.V. Titov. Phys. Chem. Chem. Phys. 24, 19333 (2022)
  28. D.A. Maltsev, Y.V. Lomachuk, V.M. Shakhova, N.S. Mosyagin, D.O. Kozina, A.V. Titov. Sci. Rep. 15, 1, 10645 (2025)
  29. L. Seijo, Z. Barandiaran. In: Relativistic Electronic Structure Theory. Part 2. Applications / Ed. P. Schwerdtfeger. Elsevier, Amsterdam (2004). C. 417
  30. I.V. Abarenkov, M.A. Boyko. Int. J. Quantum Chem. 116, 211 (2016)
  31. A.L. Tchougreeff. Hybrid Methods of Molecular Modeling. Springer, Berlin (2008). 344 с
  32. S. Hofener, A. Severo Pereira Gomes, L. Visscher. J. Chem. Phys. 136, 4, 044104 (2012)
  33. R.D. Shannon. Acta Crystallogr. A 32, 5, 751 (1976)
  34. Y.V. Lomachuk, A.V. Titov. Phys. Rev. A 88, 062511 (2013)
  35. Ю.В. Ломачук, Ю.А. Демидов, Л.В. Скрипников, А.В. Зайцевский, С.Г. Семенов, Н.С. Мосягин, А.В. Титов. Оптика и спектроскопия 124, 4, 455 (2018)
  36. A.V. Titov, Y.V. Lomachuk, L.V. Skripnikov. Phys. Rev. A 90, 052522 (2014)
  37. L.V. Skripnikov, A.V. Titov. Phys. Rev. A 91, 042504 (2015)
  38. C. Adamo, V. Barone. J. Chem. Phys. 110, 13, 6158 (1999)
  39. R. Dovesi, A. Erba, R. Orlando, C.M. Zicovich-Wilson, B. Civalleri, L. Maschio, M. Rerat, S. Casassa, J. Baima, S. Salustro, B. Kirtman. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. 8, 4, 1360 (2018)
  40. E. Apra, E.J. Bylaska, W.A. de Jong, et al. J. Chem. Phys. 152, 18, 184102 (2020)
  41. M.F. Peintinger, D.V. Oliveira, T. Bredow. J. Comput. Chem. 34, 6, 451 (2013)
  42. A.V. Titov, N.S. Mosyagin. Int. J. Quantum Chem. 71, 5, 359 (1999)
  43. A.V. Titov, N.S. Mosyagin, A.N. Petrov, T.A. Isaev. Int. J. Quantum Chem. 104, 2, 223 (2005)
  44. N.S. Mosyagin, A.N. Petrov, A.V. Titov, I.I. Tupitsyn. Prog. Theor. Chem. Phys. 15, 229 (2006)
  45. A.V. Zaitsevskii, N.S. Mosyagin, A.V. Oleynichenko, E. Eliav. Int. J. Quantum Chem. 123, e27077 (2022)
  46. N.S. Mosyagin, A.V. Zaitsevskii, L.V. Skripnikov, A.V. Titov. Int. J. Quantum Chem. 116, 4, 301 (2016)
  47. N.S. Mosyagin, A.V. Titov. URL:http://www.qchem.pnpi.spb.ru/recp (дата обращения: 12.08.2026)
  48. URL: http://www.qchem.pnpi.spb.ru/Basis (дата обращения: 12.08.2026)
  49. URL: http://qchem.pnpi.spb.ru/data/Monazite.zip (дата обращения: 12.08.2026)
  50. N.S. Mosyagin, A.V. Oleynichenko, A. Zaitsevskii, A.V. Kudrin, E.A. Pazyuk, A.V. Stolyarov. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 263, 107532 (2021)
  51. В.М. Шахова, А.А. Лутченко, П.А. Хадеева, А.В. Титов. Журнал физической химии 100, 5, 944 (2026)
  52. Y. Ni, J.M. Hughes, A.N. Mariano. Am. Mineral. 80, 1-2, 21 (1995).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme