Введение
1. Анализ возможностей исследования структурного разупорядочения и самодиффузии ионов урана и кислорода в U02 9
1.1. Структура и дефектообразование в UO2 9
1.2. Термодинамика дефектообразования в диоксиде урана 12
1.3. Возможности экспериментальных исследований диффузии урана и кислорода в U02 15
1.4. Возможности компьютерного моделирования самодиффузии ионов урана и кислорода в диоксиде урана методом молекулярной динамики 24
2. Методика молекулярно-динамического моделирования диффузии ионов урана и кислорода в диоксиде урана 29
2.1. Исходные положения метода молекулярной динамики 29
2.2. Создание исходного кристаллита 31
2.3 Описание пакета программ MD 35
2.3.1. Описание программы MDCalc и ее модулей 38
2.3.2. Программа создания конфигураций систем частиц Create 44
2.3.3. Программа обработки результатов моделирования ShowResults 53
2.4. Исследование экспериментальных возможностей разработанной программы MDCalc 54
2.4.1. Выбор потенциалов парного взаимодействия 54
2.4.2. Особенности моделирования временной эволюции модельного нанокристаллита 56
2.4.3. Расчет энергии моделируемой системы частиц 58
2.4.4. Получение среднего квадрата смещений частиц системы ТГОг 60
2.4.6. Расчет плотности нанокристаллов ТГОг 62
2.4.6. Моделирование плавления нанокристаллов UO2 64
3. Диффузия ионов урана и кислорода и структурное разупорядочение в стехиометрическом диоксиде урана 67
3.1. Объемная диффузия кислорода в стехиометрическом диоксиде урана в области фазовых переходов 67
3.1.1. Диффузия кислорода в нанокристаллах диоксида урана 68
3.1.2. Высокотемпературная диффузия кислорода в кристалле UO2 75
3.2. Диффузия ионов урана в нанокристаллах UO2 в области фазовых переходов 80
3.3. Поверхностная диффузия урана и кислорода в нанокристаллах UO2 86
4. Структурное разупорядочение и диффузия ионов урана и кислорода в сверхстехиометрическом диоксиде урана 93
4.1. Дефектообразование в сверхстехиометрическом диоксиде урана 93
4.2. Диффузия кислорода в иОг+х 95
4.3. Механизмы диффузии кислорода в нанокристаллах сверхстехиометрического диоксида урана 101
4.4. Высокотемпературная диффузия урана в ІГОг+х и плавление сверхстехиометрического диоксида урана 107
Заключение 115
