当前我国能源发展面临着能源资源禀赋不高、环境压力不断增大以及能源安全形势严峻等重大问题,发展核电对优化能源结构、保障国家资源安全具有重要意义。然而,核电在带来清洁、高效、优质能源的同时也将产生大量的放射性废物,其中高放射性废物需要与生物圈永久隔离处置。当前我国高放废物处理的主线是“玻璃固化-地质处置”,即将核能产业产生的大量高放废液进行玻璃固化后进行深地质处置。作为高放废物地下处置的第一层工程屏障,玻璃固化体在贮存过程中长期受到高放废物中的放射性核素的α、β衰变辐照,其微观结构以及宏观性质会发生变化,最终导致高放射性核素的浸出率上升。玻璃固化体的耐辐照性能直接关系到高放废物的成功处置,因此,针对玻璃固化体辐照效应的研究是非常必要的。硼硅酸盐玻璃是当前国际上最成熟并已得到普遍应用的玻璃固化基材。玻璃固化体的机械性能的变化直接影响到其浸出性能,所以研究硼硅酸盐玻璃的机械性能随辐照剂量的变化有助于了解玻璃固化体在地质处置库中的行为,预防可能发生的放射性核素泄露事故。为了研究高放废物玻璃固化体在处置过程中因辐照产生的机械性能变化,本工作分别使用轻、重离子以及电子束模拟高放废物贮存时的辐照环境,以外辐照方式辐照三种不同种类的硼硅酸盐玻璃样品,并对辐照后的样品进行纳米压痕测试。辐照粒子包括2.5MeVH离子、0.5MeVHe离子、4MeVKr离子、5MeVXe离子以及能量为1.2 MeV的电子,样品的辐照注量参考了玻璃固化体处置后一百万年的衰变辐照剂量。为分析辐照后玻璃样品机械性能的变化机理,还对辐照后的样品进行了Raman光谱检测、电子顺磁共振测试以及光学吸收光谱测试。通过对比样品辐射前后宏观与微观性质的变化,本文得到以下结论:1)、He离子与重离子辐照过的硼硅酸盐玻璃的纳米硬度曲线存在两个区域,由辐照引起的平台区和紧随其后的上升区,射程与平台区终点的比值K1大约为1.8,上升区终点与射程的比值K2大约为1.3。这表明入射离子的射程大约是辐照引起塑性相互作用区域终点的1.8倍,而辐照引起的硼硅酸盐玻璃中的塑性相互作用一直持续影响到射程的1.3倍左右的位置。2)、He离子与重离子辐照后,在核能量沉积大约为5×1019keV/cm3时硼硅酸盐玻璃的纳米硬度开始减小,在核能量沉积达到1×1021keV/cm3时,纳米硬度已经达到饱和,平均硬度大约下降11-16%,导致玻璃硬度下降的原因可能是辐照引起的玻璃密度变化或者体积肿胀。3)、电子辐照后,硼硅酸盐玻璃的硬度曲线表现为整体性下降,玻璃的平均硬度大约下降6%。另外,电子辐照引起硼硅酸盐玻璃微观结构发生变化,如网络结构聚合度上升,玻璃中有缺陷产生,玻璃网络中的环结构发生变化,等。4)、重离子与电子辐照后,硼硅酸盐玻璃纳米硬度下降,而玻璃的弹性模量基本没有改变,由此可知辐照后玻璃的恢复阻力变大,脆性变低,其机械性能提高。5)、从能量沉积角度来看,核能量沉积是影响硼硅酸盐玻璃机械性能的主要因素,电离能量沉积会引起玻璃网络结构的变化和玻璃中碱金属元素的迁移,最终会导致硼硅酸盐玻璃机械性能轻微的改变。文中还进一步对能量沉积对玻璃机械性能改变的物理机制进行了讨论。关于能量沉积对硼硅酸盐玻璃机械性能的改变的影响,目前国际上还缺少明确的表述。