DFT+U investigation of local configurations and oxidation states of Cr in Cr-doped UO2
Notice bibliographique
Résumé
Doping UO2 with Cr modifies the material’s microstructure, enhancing its properties and making Cr-doped UO2 a promising candidate as accident-tolerant nuclear fuel (ATF). Numerous studies have examined the oxidation state and localization of Cr in UO2 but often yield inconsistent results, identifying either Cr2+ or Cr3+ as the most stable oxidation state. In the present study, DFT+U is employed to model the incorporation of Cr in the UO2 matrix, providing insights into the oxidation state of Cr in UO2, in relation to the local atomic configurations. In particular, we investigate the $${{{\rm{Cr}}}}_{{{{\rm{x}}}}}^{3+}$$ $${{{\rm{U}}}}_{1-{{{\rm{x}}}}}^{4+}$$ O2−0.5x local configuration recently proposed by EPR and XANES experiments, alongside other theoretical configurations. Cr3+ is found to be the most favorable oxidation state in this configuration, agreeing with the most recent experimental data. This work clarifies the controversy over Cr oxidation states and incorporation sites within UO2, offering critical data for developing efficient and safer nuclear fuels. Doping UO2 with Cr enhances its properties and makes it a promising accident-tolerant nuclear fuel, yet the stable oxidation state of Cr in Cr-doped UO2 remains debated. Here, the authors use DFT+U modeling to reveal Cr3+ as the most favorable oxidation state in Cr-doped UO2, aligning with the most recent experimental results.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».