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温度勾配下の系における核燃料の熱伝導; 分子動力学計算

Thermal conductivity of nuclear fuels under thermal gradient; Molecular dynamics study

松本 卓*; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 内田 哲平

Matsumoto, Taku*; Arima, Tatsumi*; Inagaki, Yaohiro*; Idemitsu, Kazuya*; Kato, Masato; Uchida, Teppei

酸化物燃料の特徴であるペレット径方向の大きな温度勾配はアクチニド・酸素再分布及び組織再編などの照射挙動を引き起こす。これらの照射挙動の原子論的観点からの評価の一つとして、本研究では温度勾配下の系に対する分子動力学法によりUO$$_{2}$$, PuO$$_{2}$$, (U$$_{0.8}$$,Pu$$_{0.2}$$)O$$_{2-x}$$の熱伝導度の評価を行った。計算結果は温度の上昇・O/M比の低下に伴い熱伝導度が低下しており、ウムクラップ過程及び不純物による散乱の効果を再現していた。しかし、低温部ではO/M比の低下とともに過小評価している傾向があり、これはPu$$^{3+}$$と酸素空孔がスーパーセル中に均一に分布しておらず、O/M比のばらつきが大きいためであると考えられる。

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