基于Hubbard校正密度泛函理论DFT+U的UO$_2$弹性常数计算

� uranium dioxide 用作轻水堆燃料，持续暴露于来自高能粒子碰撞的辐射损伤。累积产生的缺陷导致燃料微观结构的演化，从而在燃料中引起局部张力和应变。微观结构演变的一个后效应是燃料胀大，这可能损坏燃料外衬并通过放射性粒子泄漏导致环境污染。因此，持续监控微观结构演化并分析燃料力学性能的变化至关重要。弹性常数的研究和其行为分析有助于理解燃料的力学性能。在本研究中，我们采用Hubbard校正的第一性密度泛函理论方法计算了� uranium dioxide 单晶的弹性常数，并将结果与现有实验数据进行比较。此外，我们采用 Voigt、Reuss 和 Hill 模型，估算了新鲜燃料的多晶体力学性能。结果表明理论与实验之间的吻合非常好。因此，我们可以可靠地将计算方法推广到处置各种缺陷的多晶体 irradiated fuel pellet系统中。