CaFの基礎特性の評価,2; DFTに基づく高温物性解析

Evaluation of fundamental properties of CaF, 2; DFT analysis of high-temperature properties

中村 博樹  ; 町田 昌彦  ; 加藤 正人   

Nakamura, Hiroki; Machida, Masahiko; Kato, Masato

シビアアクシデントの解析において、燃料物性の数値シミュレーションはその重要度を増してきており、より精密で信頼性の高い数値シミュレーション技術が求められている。本発表では上記課題に対して、第一原理計算を基にした核燃料代替物質(フッ化カルシウム)の物性評価の結果を報告する。なお、課題解決にあたって、大型計算機を利用し、第一原理分子動力学による解析を行った。その結果、フッ化カルシウムの熱物性を評価し、実験と比較することで、その信頼性を確認するとともに、高温でのBredig転移のメカニズムの解析を行った。この結果により、酸化物核燃料全般の熱物性を第一原理計算により精度よく推算できるようになることが期待される。

It is difficult to measure thermal properties of nuclear fuel materials such as uranium dioxide, at high temperature just below their melting points. Employing calcium fluoride as alternative nuclear fuel materials, we aim to clarify its thermophysical properties and to understand the mechanism and behavior of nuclear fuel at high temperature. In this paper, we evaluate thermal properties of calcium fluoride using first-principles calculations and confirm the reliability of the calculations comparing with experimental data. Besides, we analyze the mechanism of the Bredig transition.