氮化铀热中子截面的第一性原理计算

• 作者: 吴宏春 樊慧庆 江新标 王立鹏
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 氮化铀 第一性原理 声子谱 热中子散射截面
• 年，卷（期）: 2018,（20）
• 所属期刊栏目: 核物理学
• 页码范围: 290-297
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20180834

摘要

氮化铀(UN)因其较好的热物性和耐事故容错性成为先进动力堆的候选燃料,但目前热能区缺少可靠的UN热中子截面数据,这对于热中子反应堆物理计算是很不利的.本文基于量子力学的第一性原理,利用VASP/PHONON软件模拟计算了UN的声子态密度,以此为积分得到UN的定容比热容,并基于新制作的声子态密度,采用核截面处理程序NJOY/LEAPR,利用热中子散射理论,得到UN的S(Q,β)数据,进而研究UN的热中子散射截面,并与传统压水堆的二氧化铀(UO2)进行对比.结果表明:优化的晶格参数与数据库符合较好,UN声子态密度的声子项和光子项较UO2的分隔更加明显,定容比热容计算结果与实验值一致,基于该声子态密度计算得到的UN中238U的非弹性散射和弹性散射截面比相同温度下UO2中238U小,UN中N仅考虑了非相干散射部分,随着温度升高,UN弹性散射截面变小,非弹性散射变大,并在高能段趋于自由核散射截面.本文的研究结果填补了UN热中子截面数据的缺失,为下一步系统研究UN燃料在轻水堆中的中子学性能奠定了基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吴宏春	西安交通大学核科学与技术学院	138	317	8.0	13.0
2	江新标		85	165	6.0	7.0
3	樊慧庆	西北工业大学材料学院	47	239	10.0	13.0
4	王立鹏	西安交通大学核科学与技术学院	21	39	3.0	5.0