محاسبۀ خواص ارتعاشی، گرمایی و کشسانی سوخت کاربردی نیروگاه هسته‌ای

در این کار، خواص کشسانی، حرارتی و ارتعاشی نیترید توریم که سوخت نیروگاه هسته‌ای است با استفاده از نظریۀ تابعی چگالی و روش شبه پتانسیل‌های فوق با تابعیت تقریب شیب تعمیم یافته مورد مطالعه قرار گرفته است. خواص مکانیکی و ضرایب الاستیک محاسبه شده با سایر داده‌های نظری مقایسه شدند و توافق خوبی با یکدیگر داشتند. 6 شاخۀ فونونی در نمودار پاشندگی فونونی نیترید توریم مشاهده شد. عدم مشاهدۀ فرکانس‌های فونونی موهومی حاکی از پایداری دینامیکی ساختار بلوری دارد. خواص گرمایی تحت مدل شبه هماهنگ محاسبه شده است. مشاهده شد که مدول حجمی با افزایش دما کاهش پیدا می‌کند.

Calculation of vibrational, thermal and elastic characteristics of Applied fuel of nuclear power plant

In this work, the elastic, thermal and vibrational properties of ThN, which is the fuel of the nuclear power plant, have been studied using the density functional theory and ultrasoft pseudopotential method with the functional of generalized gradient approximation. The calculated mechanical properties and elastic constant were compared with other theoretical data and had good agreement with each other. 6 phonon branches were observed in the phonon dispersion diagram of ThN. Failure to observe imaginary phonon frequencies indicated dynamic stability of crystalline structure. The thermal properties are calculated under the quasi-harmonic model. It was observed that the bulk modulus decreases with increasing temperature.