红外光谱和拉曼光谱是分析金属氢化物结构的强有力工具, 通过红外、 拉曼光谱分析并结合理论计算, 可以获得二元(MgH2, CaH2, AlH3)和三元(Mg2FeH6)金属氢化物中金属原子与氢原子局域成键环境信息, 从而鉴别金属氢化物不同的相结构, 还可以获得三元金属氢化物M2RuH6(M=Ca, Sr, Eu)中由于金属原子的不同而导致的结构差异, 以及三元金属氢化物与其氘化物的结构差异。 利用原位拉曼光谱分析技术分析高压或高温下金属氢化物的形成与分解反应过程, 可以获得金属氢化物在高压加载及卸压过程中的结构变化, 更好的理解金属氢化物的衍射数据。 PAIR(photoacoustic infrared spectroscopy)光谱技术增强了红外活性和拉曼活性组合谱带的强度, 从而避免了空气及潮湿环境对傅里叶红外变换光谱实验结果的影响。 红外光谱和拉曼光谱用于金属氚化物的结构分析, 获得金属氢化物中金属原子与氢同位素原子局域成键环境的差异, 更好的研究氢同位素效应。 而且, 拉曼光谱已被成功用于分析氢同位素混合气体的组成。 因此, 将金属氢化物结构的红外和拉曼光谱分析与氢同位素气体组分的拉曼光谱分析相结合, 可用于研究金属与氢同位素气体反应的动力学过程及同位素效应。

应用拉曼光谱法对氘气在不同条件下的谱峰信噪比进行了实验研究。 采用32 mW功率的Ar+激光器(514 nm), 通过石英玻璃管, 研究了光栅、 激光功率、 曝光时间和气体压强对氘气拉曼谱图信噪比的影响, 得出了氘气拉曼光谱信噪比与激光功率、 曝光时间和气体压强呈正比关系。 绘制出适用于本套实验仪器的不同压力与信噪比的标准曲线, 并用三组随机样品对关系式SNR(J 2→2)=10.6×10-4p+1.271 34进行验证。 当氘气压强为21 280 Pa时, 相对误差是4.8%, 并且当压强增大到67 235 Pa时, 相对误差下降到1.46%。

采用热解析法初步研究了铒、钪膜中离子注入氦的热解析行为。研究结果表明：同种元素铒中离子注入氦的热释放峰位相同，但膜的致密性将影响氦的释放量，结构疏松的膜中存在的孔洞是氦的快速释放通道；在相同注入剂量和能量条件下，铒、钪膜中注入氦的热释放峰位不同，这可能与氦在铒、钪膜中的深度分布及膜的致密性有关，利用质子增强背散射法测量出能量为60 keV的4He+在铒、钪膜中的注入深度分别为210,308 nm。

拉曼光谱作为一种物质结构和成分分析的测试手段而被广泛应用。 介绍分析了激光拉曼光谱法用于氢同位素分析的可行性, 并综述介绍了国内外研究人员利用激光拉曼光谱在氚参与的放射反应监测分析、 氢同位素定性检测、 定量分析方法研究等方面开展的工作。

以美国NOVA和国家点火装置用的高功率脉冲氙灯为例, 结合对神光Ⅲ装置用脉冲氙灯的分析, 发现了影响脉冲氙灯失效的几个因素, 包括石英灯管应力、氙灯尺寸、灯管微缺陷、电极溅射、灯头绝缘、氙气纯度、封接可靠性及周围氙灯放电。结果发现:在进灯能量相同的情况下, 氙灯电极弧长越长, 内径越大, 寿命越高; 石英灯管表面的静态拉应力、内表面的微缺陷以及周围氙灯的电离辐射使得氙灯的额外负载能量大大增加, 这些是导致氙灯爆炸概率变大的直接因素。

采用Gaussian03程序及密度泛函(B3P86)方法,对Zr原子利用外部基函数8s7p3d,对H2(D2,T2)利用6-311g* *全电子基函数,优化了在外电场作用下ZrH2分子微观结构,研究了锆与氢同位素气体反应的热力学函数及氢同位素平衡压力随温度和外电场的变化关系.研究表明:随着正向电场的增加,分子微观结构及其气体平衡压力发生明显变化.在293.16K,外电场从-0.004 a.u.到0.004 a.u.变化时,氢平衡压力相差六个数量级.说明外电场对金属氢化物的热力学函数具有一定的影响.

本文论述了电子-振动近似理论,并应用于TiH2、TiD2和TiT2基态3A2的计算,即用单个分子TiH2、TiD2和TiT2中的电子和振动能量和熵近似代表他们处于固态时的能量和熵,所得到的金属钛的氢化热力学函数ΔH0、ΔS0、ΔG0以及平衡压力与温度的关系,与文献符合很好.这表明电子振动近似理论的可应用性.计算方法为密度泛函理论B3P86/6-311G**.在此基础上进一步计算氢同位素在金属钛中的溶解度,结果合理.