第一原理計算に基づく二酸化プルトニウムの比熱の評価

Heat capacity of plutonium dioxide based on first-principles calculations

中村 博樹  ; 町田 昌彦  ; 加藤 正人   

Nakamura, Hiroki; Machida, Masahiko; Kato, Masato

MOX燃料の主要成分である二酸化プルトニウムは従来、第一原理計算で低温物性の予測がうまくいかないことが知られていたが、われわれは強相関効果と相対論的効果を考慮することで低温物性の再現に成功していた。本発表では、この正しく再現した状態をもとにして燃料開発に重要な高温での比熱の計算結果を報告する。二酸化プルトニウムの比熱に対しては主な寄与は格子振動であるが、これ以外にもアクチノイド化合物特有の離散的な電子状態を起源に持つ比熱への寄与も考慮することによって、実験結果を再現することに成功した。この解決により、より重要な熱物性である熱伝導率の評価へ一歩進んだことになり、核燃料開発への貢献が期待される。

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