Dependence of thermal conductivity on radiation defects in ThO2 investigated by molecular dynamics method
Notice bibliographique
Résumé
Nuclear fuel performance would be deteriorated due to radiation defects. Therefore, investigating the effect of irradiation-induced defects on nuclear fuel properties is essential. Thermal conductivity is an important property of nuclear fuel. In this work, the influence of radiation defects on the thermal conductivity of ThO2 within 600–1500 K has been studied using molecular dynamics (MD) method. Three types of point defects have been investigated in the present work: Frenkel pairs, substitutional Xe and vacancies with concentrations from 0 to 1 %. The results indicate that these irradiation-induced point defects increase the lattice parameter (L) at all studied temperatures. The strength of the dependence of Xe atoms on L is the highest. The analytical models for pure ThO2 and defected ThO2 are developed and there is a good agreement between the MD derived results and the model. The thermal conductivity of ThO2 systems is decreased due to Frenkel pairs, substitutional Xe and vacancies. The thermal resistance to thermal conductivity due to three types of defects are different. The degree of reduction in thermal conductivity by Xe is the largest. The dependence of vacancy cluster size on thermal conductivity is analyzed. For the ThO2 system with 0.5 % porosity, the effect of vacancy cluster size on thermal conductivity is weak. For the ThO2 system with a fixed porosity of 2 %, there exists a critical cluster radius of about 0.6 nm, below which the thermal conductivity increases with the cluster size and above which the thermal conductivity almost remains unchanged. Finally, the thermal conductivity of the amorphous ThO2 is calculated and effects of the amorphous structure and Frenkel pairs on thermal conductivity are compared. The result shows that the thermal conductivity of ThO2 systems can be further degraded by the amorphous structure. All these results indicate irradiation-induced defects could degrade the thermal properties of ThO2 systems and should be considered seriously for estimation of radiation damages in nuclear fuels used in nuclear reactors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».