HOMEテクニカルレポート第一原理計算と格子振動計算を用いた有限温度におけるPuO2の熱力学特性

Calculations of thermodynamic properties of PuO2 by the first-principles and lattice vibration 第一原理計算と格子振動計算を用いた有限温度におけるPuO2の熱力学特性Journal of Nuclear Materials Volume 385, Issue 1, 15 March 2009, Pages 18-20

概要

PuO2は原子力発電の酸化物燃料(MOX)において重要な役割を果たすが、有限温度におけるPuO2単体の熱物性の実験的評価は非常に困難である。そこで、我々は第一原理計算を用いて絶対0度における凝集エネルギーを計算し、温度の効果をPhonon分散計算と擬調和振動近似を用いて計算を行った。それらをHelmholtzの自由エネルギーに組み込むことで1500Kまでの熱物性(比熱、熱膨張係数、体弾性率)を求め、実験値との比較を行った。

論文アブストラクトWebサイト

http://dx.doi.org/10.1016/j.jnucmat.2008.10.024 

引用

Journal of Nuclear Materials Volume 385, Issue 1, 15 March 2009, Pages 18-20

コメント

第一原理計算(FP)の有限温度への拡張、特に化合物以外の固溶体相の考慮はこれからの材料開発でもっとも重要となる課題である。CTCでは、今後、大量の空孔を含む化合物の自由エネルギーの評価を行い、固溶体の自由エネルギーを計算する手法を確立する。さらにCALPHAD法(Thermo-Calc)と連携させることで熱力学的相平衡状態図を非経験的に求めていく手法を確立する。


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