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DFT study on electronic states of Am oxides and Am-U mixed oxides

Am酸化物とAm-U混合酸化物の電子状態の密度汎関数法による研究

鈴木 知史 ; 西 剛史; 中田 正美 ; 都留 智仁  ; 赤堀 光雄; 平田 勝 ; 加治 芳行 

Suzuki, Chikashi; Nishi, Tsuyoshi; Nakada, Masami; Tsuru, Tomohito; Akabori, Mitsuo; Hirata, Masaru; Kaji, Yoshiyuki

Am含有混合酸化物燃料の設計や製造のために、燃料中のAm原子周辺の局所構造や電子構造を明らかにする必要がある。これまでに、X線吸収スペクトルを用いてAm酸化物の評価を行ってきた。本研究では、燃料中のAmの挙動を検討するため、Am酸化物とAm-U酸化物の電子状態の計算を、密度汎関数法を用いて行った。Am酸化物の計算結果から、AmO$$_{2}$$とAm$$_{2}$$O$$_{3}$$の電子構造は、特にフェルミレベル近傍で異なり、Am$$_{2}$$O$$_{3}$$のバンドギャップはAmO$$_{2}$$よりも大きいことがわかった。また、蛍石型構造のAm-U混合酸化物の電子状態を計算して、AmO$$_{2}$$やAm$$_{2}$$O$$_{3}$$と比較した。欠陥のないAm-U混合酸化物では、有効電荷は、AmO$$_{2}$$とAm$$_{2}$$O$$_{3}$$の間であった。酸素欠陥のあるAm-U混合酸化物では、電子構造はAmO$$_{2}$$やAm$$_{2}$$O$$_{3}$$と異なり、有効電荷はAm$$_{2}$$O$$_{3}$$に近いことがわかった。

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