Диффузия криптона в UO 2 в предположении сильной связи криптон-кислород. Молекулярно – динамическое моделирование

Аннотация

Молекулярно – динамическое моделирование объемной диффузии Kr в изолированных нанокристаллах UO 2 проводилось в предположении наличия прочной криптон-кислородной связи. Кристаллы состояли из 5460 ионов. Моделирование проводилось путем распараллеливания вычислений на графических процессорах архитектур
CUDA GK110 и GP102 с использованием видеокарт NVIDIA GeForce GTX 780Ti и 1080Ti. Рассчитаны частоты диффузионных скачков и значения коэффициента диффузии при температурах от 2325 K до 2800 K. Показано, что междоузлия, окруженные восемью ближайшими кислородными соседями, являются положениями равновесия атома криптона. Основным наблюдаемым механизмом миграции является перемещение атома между межузельными позициями через анионные вакансии. Значения коэффициента диффузии составляют от 5 · 10 −7 до 2 · 10 −5 см 2 /с, а энергия
активации диффузии E D = (4.8 ± 0.3) эВ.