Р. Ю. Махмуд-Ахунов, М. Ю. Тихончев, В. В. Светухин
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ДИОКСИДА
УРАНА МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ1
Аннотация. <...> Диоксид урана используется в качестве топлива большинства современных ядерных энергетических реакторов. <...> При эксплуатации температура топлива может превышать 2000 К, давление газообразных продуктов деления урана внутри топливного сердечника может достигать
100 атм. <...> Детальное экспериментальное исследование свойств ядерного топлива вблизи критических температур затруднено ввиду сложности таких экспериментов. <...> Настоящая работа
посвящена расчетному исследованию процессов плавления кристаллов диоксида
урана, в том числе и наноразмерного диапазона. <...> Моделирование проводилось методом молекулярной динамики с использованием
программного комплекса DL_POLY. <...> Транслируемая ячейка была выбрана в виде кубического кристалла со структурой флюорита. <...> Кубические кристаллиты
строились путем трансляции элементарной ячейки по трем направлениям. <...> При
расчете использовались периодические граничные условия (бесконечный кристалл) и нулевые граничные условия (свободный кристалл в вакууме). <...> В настоящей работе путем молекулярнодинамического моделирования проведено исследование фазовых превращений
диоксида урана. <...> Использованы три различные методики определения температуры перехода в суперионное состояние и температуры плавления. <...> Получены
расчетные оценки температур как для макрокристалла диоксида урана, так и для
кубических нанокристаллов размером от 2,2 до 4,4 нм. <...> Для определения критических температур были использованы три следующих метода: 1) анализ вида функции радиального распределения; 2) анализ изменения структурного фактора рассеяния; 3) анализ зависимости энтальпии от температуры. <...> В случае рассмотрения макрокристаллов предпочтителен метод структурного фактора, так как получаемые зависимости имеют хорошо выделяемые линейные
участки. <...> В случае нанокристаллов <...>