The object of research, development or design (in Russian) : Идеальные и разупорядоченные кристаллы (UxPuyTh1-x-y)O2, явления переноса и фазовые переходы в этих кристаллах

The object of research, development or design (in Kazakh) : Идеалды және ретсіз (UxPuyTh1-x-y)O2 кристалдары, тасымалдау құбылыстары және осы кристалдардағы фазалық ауысулар

Aim of work (in Russian) : Получение новых данных о механизмах и количественных характеристиках радиационного разупорядочения, а также явлений переноса в разупорядоченных кристаллах оксидного ядерного топлива (UxPuyTh1-x-y)O2 методом классического молекулярно-динамического моделирования.

Aim of work (in Kazakh) : Классикалық молекулалық динамика модельдеуін қолдана отырып, радиациялық ретсіздену механизмдері мен сандық сипаттамалары, сондай-ақ оксидті ядролық отынның (UxPuyTh1-x-y)O2 ретсіз кристалдарындағы тасымалдау құбылыстары туралы жаңа мәліметтер алу.

Методы исследования (на русском) : 1. Классическое молекулярно-динамическое моделирование нанокристаллов (UxPuyTh1-x-y)O2 со свободной поверхностью. 2. Использование эмпирических потенциалов взаимодействия, восстановленных из экспериментальных данных. 3. Распараллеливание сложных вычислений на графических процессорах архитектуры CUDA.

Методы исследования (на казахском) : 1. Бос беті бар (UxPuyTh1-x-y)O2 нанокристалдарының классикалық молекулалық динамикасын модельдеу. 2. Эксперименттік мәліметтерден қайта құрылған эмпирикалық әрекеттесу потенциалдарын пайдалану. 3. CUDA архитектурасының графикалық процессорларында күрделі есептеулерді параллельдеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : 1. Проведено молекулярно-динамическое моделирование бездефектных нанокристаллов (UxPuyTh1-x-y)O2. В результате, получены коэффициенты диффузии катионов урана, плутония и тория. Обнаружена связь этих коэффициентов диффузии с температурами плавления нанокристаллов. 2. Методом молекулярной динамики изучена самодиффузия катионов и анионов в нанокристаллах PuO2, содержавших вакансионные комплексы, моделировавшие разупорядочение кристаллитов баллистическими каскадами столкновений. 3. Рассмотрена диффузия катионов в объёме модельных нанокристаллов PuO2 с высокой концентрацией вакансий, соответствовавшей радиационному разупорядочению. Установлен механизм диффузии, получена оценка энергии активации. 4. Предложены и верифицированы оригинальные парные потенциалы взаимодействия примесей ксенона, криптона и гелия с собственными ионами кристаллов (UxPuyTh1-x-y)O2, применимые для моделирования высокоэнергетических столкновений с энергиями до 100 кэВ. 5. Проведено МД-моделирование диффузии примесных атомов ксенона, криптона и гелия в кристаллах (UxPuyTh1-x-y)O2 с использованием потенциалов взаимодействия, предложенных в рамках настоящего проекта. Получены коэффициенты, энергии активации диффузии.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 1. (UxPuyTh1-x-y)O2 ақаусыз нанокристалдарға молекулалық-динамикалық модельдеу жүргізілді. Нәтижесінде уран, плутоний және торий катиондарының диффузия коэффициенттері алынды. Бұл диффузия коэффициенттерінің нанокристалдардың балқу температурасымен байланысы анықталды. 2. Молекулярлық динамика әдісімен қақтығыстардың баллистикалық каскадтарымен кристаллиттердің реттелуін модельдейтін вакансиялық кешендерді қамтитын PuO2 нанокристалдарындағы катиондар мен аниондардың өздігінен диффузиясы зерттелді. 3. Радиациялық реттеуге сәйкес келетін бос орындар шоғырлануы жоғары PuO2 модельді нанокристалдар көлемінде катиондардың диффузиясы қаралды. Диффузия механизмі орнатылды, белсендіру энергиясының мәні алынды. 4. (UxPuyTh1-x-y)O2 кристалдарының иондарымен 100 кэВ дейінгі энергиялармен жоғары энергетикалық соқтығысуларды модельдеу үшін қолданылатын ксенон, криптон және гелий қоспаларының өзара жұптық әсерлесу потенциалдары ұсынылды және верификацияланды. 5. Осы жоба шеңберінде ұсынылған өзара әсерлесу потенциалдары пайдалана отырып, (UxPuyTh1-x-y)О2 кристалдарындағы ксенонның, криптонның және гелийдің аралас атомдарының диффузиясын МД-модельдеу жүргізілді. Коэффициенттер, диффузияны белсендіру энергиясы алынды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : 1. Температурные зависимости коэффициента диффузии катионов в объёме кристаллов (UxPuyTh1-x-y)O2, значения эффективных энергий активации диффузии катионов, энергий миграции катионов в присутствии вакансий (вакансионных кластеров). 2. Зависимости температуры плавления кристаллов (UxPuyTh1-x-y)O2 от состава. 3. Оценка коэффициентов диффузии плутония в областях кристалла PuO2, разупорядоченного баллистическими каскадами столкновений, а также в присутствии вакансий и вакансионных кластеров. 4. Температурные зависимости rоэффициентов диффузии криптона в ThO2, гелия в UO2, а также коэффициент диффузии ксенона в расплаве диоксида урана.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : 1. (UxPuyTh1-x-y) O2 кристалдарының көлеміндегі катиондардың диффузия коэффициентінің температуралық тәуелділігі , вакансия (вакансия кластерлері) болғандағы катиондардың диффузиясын белсендірудің тиімді энергиясының мәндері, катиондардың көші-қон энергиясы. 2. (UxPuyTh1-x-y)O2К кристалдарының еру температурасының құрамына тәуелділігі. 3. Соқтығысудың баллистикалық каскадтарымен реттелген PuO2 кристалының салаларында, сондай-ақ вакансия мен кластерлерінің қатысуымен плутоний диффузиясының коэффициенттерін бағалау. 4. ThO2 криптонның, UO2 гелийдің диффузия коэффициенттерінің температуралық тәуелділігі, сондай-ақ уран диоксидінің балқытуында ксенонның диффузиясы коэффициенті.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Ендірілмеген

Efficiency (in Russian) : Совершенствования топливных кодов, применяемых для прогнозирования характеристик активной зоны реакторов

Efficiency (in Kazakh) : Реакторлардың белсенді аймағының сипаттамаларын болжау үшін қолданылатын отын кодтарын жетілдіру.

Field of application (in Russian) : Прогнозирование изменения характеристик оксидного топлива ядерных реакторов в результате накопления радиационных повреждений при эксплуатации и хранении.

Field of application (in Kazakh) : Пайдалану және сақтау кезінде радиациялық зақымданулардың жинақталуы нәтижесінде ядролық реакторлардың оксидті отынының сипаттамаларының өзгеруін болжау.