点缺陷对不同铀硅化物结构影响的理论研究
核理论
2017-01-19 v1
摘要
采用第一性原理计算研究了 U3Si (\b{eta}-U3Si 和 {\gamma}-U3Si) 和 USi2 ({\alpha}-USi2 和 \b{eta}-USi2) 的结构、点缺陷以及裂变产物的影响。计算了 U3Si 和 USi2 的晶格参数，并通过形成能预测了不同类型点缺陷的稳定性。结果表明，在 \b{eta}-USi2 基体中，硅空位比铀空位更容易产生，而铀空位是其他三种晶体结构中最稳定的缺陷。本工作还确定了裂变产物（锶、钡、铈和钕）的最有利位置。通过计算裂变产物的掺入能，我们证明铀位点对所有裂变产物都是最有利的。比较不同裂变产物引起的结构变化，还发现钡间隙原子导致最高的体积变化。根据当前数据，在给定的核基体中，稀土元素铈和钕比碱土金属锶和钡更稳定。最后，还确定在 USi2 晶格中裂变产物倾向于稳定在铀取代位，而它们可能从 U3Si 基体中形成沉淀物。期望该工作能为反应堆中硅化物核燃料结构演变机制提供新的见解。
引用
@article{arxiv.1701.04962,
title = {Theoretical studies on the impact of point defect on the structures of different uranium silicides},
author = {Miao He and Shiyu Du and Heming He and Jiajian Lang and Zhen Liu and Qing Huang and Cheng-Te Lin and Ruifeng Zhang and Dejun Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.04962},
year = {2017}
}