锆石（ZrSiO₄,I41/amd,Z=4）,由于其热分解温度高,热膨胀系数小,化学稳定性优良,辐照稳定性好,所以长期以来被认为是用来固定高放射性废物的潜在候选者。本文以二氧化锆（ZrO₂）和二氧化硅（SiO₂）作为合成锆石陶瓷的原料,利用三氧化二钕（Nd₂O₃）来模拟+3价的锕系核素,利用二氧化铈（CeO₂）来模拟+4价的锕系核素,通过高温固相法制备锆石基模拟锕系核素固化体Zr_1-xCe_xSiO₄和Zr_1-xNd_xSiO_4-x/2,并通过静态浸出实验重点研究了锆石在固定Nd³⁺、Ce⁴⁺后的结构稳定性和化学稳定性。运用XRD、SEM、背散射电子成像技术和ICP-MS等测试手段对样品的物相结构、微观形貌及化学稳定性进行测试分析。ZrSiO₄在固定Ce⁴⁺离子后能够很好地保持结构稳定性。Zr_1-xCe_xSiO₄陶瓷的密度在实验和理论上都高于ZrSiO₄陶瓷的密度。基于第一性原理结构计算和电荷密度分布,Ce-O键比Zr-O键更长和更弱,这导致Ce-O键相对较弱且更容易在水中分开。由于[CeO₈]多面体的高对称性,Ce⁴⁺取代部分Zr⁴⁺后,ZrSiO₄陶瓷的缺陷和化学稳定性几乎没有受到影响,显示ZrSiO₄陶瓷非常适合固定低剂量的锕系（An）act系元素。随着Nd含量和酸浓度的增加,LR_Zr和LR_Nd增加。这一结果归因于Nd掺入导致氧空位的形成导致晶格的弱化。在42天后,发现所有渗滤液中的LR_Nd值都高于LR_Zr值,这是由于它们各自与氧原子键的能量不同。LR_Zr和LR_Ce在浸出初期迅速下降,然后稳定在一个恒定值(10^-6g m^-2d^-110^-5g m^-2d^-1),显示出优异的化学稳定性。LR_Zr和LR_Ce在酸性浸出液中最高,其次是碱性浸出液和去离子水体系。根据第一性原理的结构计算和电荷密度分布,解释了LR_Ce比LR_Zr稍高的原因,即Ce-O键比Zr-O键长且弱,导致Ce-O键相对较弱且更易于在水中分离。表明ZrSiO₄陶瓷非常适合于低剂量比的锕系元素的固定化。