氧化物核燃料中氦的行为：第一性原理建模
材料科学
2015-05-18 v1
摘要
UO2和(U,Pu)O2固溶体（即所谓的MOX）如今在许多国家被用作商业核燃料。这些燃料储存期间的安全问题之一与其自辐照有关，自辐照会在其中产生并积累点缺陷和氦。我们展示了针对含有八面体间隙位置He原子的UO2、PuO2和MOX的密度泛函理论（DFT）计算。具体而言，我们在自旋极化广义梯度近似（GGA）DFT计算中，计算了基本MOX性质和He掺入能随Pu浓度的变化。我们还使用Hubbard模型（在所谓的DFT+U方法框架内）加入了在位电子关联修正。我们发现，PuO2在八面体位置含有He时仍保持半导体性质，而UO2则需要特定的晶格畸变。两种材料均显示出正的He掺入能，因此这是一个吸热过程。在MOX燃料中，He掺入能随Pu浓度增加而增加。
引用
@article{arxiv.1001.4066,
title = {Helium Behavior in Oxide Nuclear Fuels: First Principles Modeling},
author = {D. Gryaznov and S. Rashkeev and E. A. Kotomin and E. Heifets and Y. Zhukovskii},
journal= {arXiv preprint arXiv:1001.4066},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 2 tables, 4 figures