«РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА СКОРОСТИ ДИФФУЗИИ НАНОПОЛОСТЕЙ В ОКСИДНОМ ТОПЛИВЕ И ПРОВЕДЕНИЕ СООТВЕТСТВУЮЩИХ РАСЧЕТОВ, ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ РАЗЛИЧНЫХ СВОЙСТВ TiN В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ» по теме РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИКО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МНОГОМАСШТАБНЫХ РАСЧЕТОВ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ИХ РАДИАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ, ПЕРВОПРИНЦИПНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ, МЕХАНИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ СВОЙСТВ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ. ЭТАПЫ 2021-2022 ГОДОВ (промежуточный, этап 2) Договор от 22.06. 2021 г. № 17706413348210001380/226/3463-Д

В работе методами классического молекулярно-динамического моделирования исследуется образование и рост пузырьков из растворенного в кристаллической решетке газа в диоксиде урана и алюминии. Также с помощью квантового моделирования исследуются механические, термодинамические и транспортные свойства нитрида алюминия. Целями работы является построение моделей роста пузырьков для различных микроскопических характеристик взаимодействия газа с кристаллической решеткой, а также нахождение температурных зависимостей термодинамических, механических и транспортных свойств (изохорная и изобарная теплоемкости, упругие модули, Юнга, сдвига и всестороннего сжатия, коэффициент Пуассона, коэффициент теплового расширения, коэффициент теплопроводности) AlN в твердой фазе с помощью методов функционала плотности и квантовой молекулярной динамики вплоть до температуры плавления. В работе применяется молекулярнодинамическое моделирование процессов нуклеации, роста и диффузии пузырьков в кристаллической решетке с использованием верифицированных потенциалов взаимодействия. В результате работы рассчитаны характеристики начальной популяции газовых пузырьков в зависимости от условий для диоксида урана. На примере системы гелий-алюминий показаны механизмы роста и диффузии пузырьков в случае слабой растворимости газа в решетке. Рассчитана зависимость энергий образования поверхностных дефектов от давления газа в полости. Также в процессе работы создана численная методика для расчета термодинамических, механических и транспортных свойств AlN в твердой фазе в широком диапазоне температур и получены их температурные зависимости.