一种用于含铀/氢体系的反应力场分子动力学模型
材料科学
2023-10-24 v1 化学物理
摘要
铀基材料在能源、医疗和军事工业中是宝贵资产。然而,由于铀的毒性以及研究此类过程通常所需的基于量子的方法计算代价高昂,理解其对氢脆的敏感性尤其具有挑战性。为此,我们开发了 Chebyshev Interaction Model for Efficient Simulation (ChIMES) 模型,可用于计算含空位和氢间隙的 U 和 UH3 块体结构的能量和力,其精度与密度泛函理论 (Density Functional Theory, DFT) 相近,同时具有线性标度并将计算效率提高数个数量级。我们表明,ChIMES 势预测的块体结构参数、铀和氢空位形成能以及扩散势垒与参考 DFT 数据高度一致。我们随后使用 ChIMES 对氢间隙的温度依赖扩散进行分子动力学模拟,并确定相应的扩散激活能。我们的模型在锕系元素和其他高 Z 材料研究中具有特殊意义,此类研究亟需计算高效的方法来桥接实验与量子理论之间的长度和时间尺度。
引用
@article{arxiv.2310.15122,
title = {A Reactive Molecular Dynamics Model for Uranium/Hydrogen Containing Systems},
author = {A. Soshnikov and R. K. Lindsey and A. Kulkarni and N. Goldman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.15122},
year = {2023}
}
备注
Reactive molecular dynamics model for U/H systems based on the ChIMES reactive force field