Correlations for the specific heat capacity of (UPu)GdO derived from molecular dynamics

Galvin, C. O. T.*; 町田 昌彦; 中村 博樹; Andersson, D. A.*; Cooper, M. W. D.*

Journal of Nuclear Materials, 572, p.154028_1 - 154028_8, 2022/12

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2022.154028

UOは多くの原子炉で使用される主要燃料で、運転開始時に炉心の出力分布を平準化するためにGdOを燃焼吸収体として加えるのが一般的である。本研究では、分子動力学シミュレーションにより、酸素空孔形成とUからUへの酸化という二つの電荷保存機構を介して、カチオンサイトにGdをドープしたPuO, UO, (U,Pu)O MOxについて比熱の計算を行った。PuOとUOの比熱は、1800K以上の高温で明確なピークを示し、他の研究とよく一致することが示された。Gdを加えたところ、ピークの高さはそれぞれの成分のものより低下した。さらに、(UPu)GdOの比熱に対して解析的なフィット式を作成し、分子動力学データと比較することにより、この式を検証した。