Simulación de defectos puntuales en U10 %Mo

V. P. RAMUNNI; M. I. PASCUET; R.C. PASIANOT; J. R. FERNÁNDEZ

Bariloche

Congreso; RAFA 2023; 2023

CAB

Las aleaciones de U-Mo constituyen un prototipo de combustible para las nuevas centrales nucleares, cuyos objetivos principales son aumentar el quemado (eficiencia) y contribuir a la no-proliferación.La aleación fı́sil sufre el constante bombardeo neutrónico, producto de la descomposición del U, que desplaza los átomos de la red produciendo intersticiales y vacancias. Estos defectos, junto a los productosde fisión, modifican las caracterı́sticas de la aleación deteriorando sus propiedades mecánicas. En el presente trabajo se utilizan técnicas computacionales clásicas (estática y dinámica molecular [1]) ycálculos de primeros principios, basados en la teorı́a de la funcional de la densidad [2], para caracterizar defectos puntuales en una aleación de U-10 %wtMo de estructura bcc. El cálculo clásico de energı́asse realiza empleando potenciales de la literatura optimizados para este sistema [3,4]. Debido a que la aleación es esencialmente desordenada, las energı́as de formación de estos defectos varı́an con la naturaleza quı́mica del entorno atómico. Por esta razón, tanto la vacancia como los  ntersticiales se estudian para distintas distribuciones de U y Mo alrededor del defecto. En una aleación desordenada, carece de sentido asignar una naturaleza quı́mica al defecto, y este solamente deberı́a señalarse por sutipo, vacancia o intersticial. Sin embargo, la técnica de cálculo utilizada forzosamente establece una distinción entre defectos generados a partir de la sustracción o adición de átomos de U y Mo. El presente trabajo plantea que esto es fı́sicamente inconsistente y que tal cuestión es poco o nada discutida en la literatura. Finalmente, se muestra que los intersticiales presentan un elevado polimorfismo y que los tiempos de residencia de la vacancia (estabilidad del defecto) crecen con el contenido de U en su entorno.[1] S. Plimpton, J. Comp. Phys. 117, 1-19 (1995).[2] G. Kresse, J. Hafner, Phys. Rev. B 47, 558 (1993); ibid. 49, 14251 (1994).[3] D. E. Smirnova, A. Y. Kuksin, S. V. Starikov, V. V. Stegailov, Z. Insepov, J. Rest, A. M. Yacout,Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 21, 035011 (2013).[4] S. V. Starikov, L. N. Kolotova, A. Y. Kuksin, D. E. Smirnova, V. I. Tseplyaev, Journal of NuclearMaterials 499, 451-463 (2018).