Вакансионная миграция катионов в диоксиде урана. Молекулярно-динамическое моделирование

Предложена модель, описывающая поведение кристалла диоксида урана с точечным дефектом, построенная на методе молекулярной динамики. Модельной системой являлся кубический гранецентрированный кристаллит из 765 частиц с точечным дефектом вакансионного типа. Граничные условия соблюдали благодаря использованию термостата Берендсена. Целью моделирования было изучение миграции вакансии и катионов внутри кристалла при различных температурах.Миграцию катионов анализировали на основе зависимости логарифма коэффициента диффузии катионов от обратной температуры кристаллической решетки, для построения которой использовали известную связь между коэффициентом диффузии и средним квадратом смещения атомов в кристалле. Получено значение эффективной энергии активации диффузии, равное 1,10 эВ, что близко к экспериментальным и расчетным данным других авторов для одиночной катионной вакансии, находящимся в диапазоне 1,5-3,0 эВ. Несколько заниженный результат можно объяснить присутствием двух анионных вакансий рядом с катионной вакансией, что понижало подвижность вакансионного кластера.