二氧化铀(UO2)与物质的相互作用一直是原子能工业领域尤其是核材料安全处置中的重要基础问题。本项目采用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学方法,开展对二氧化铀表面吸附问题的计算研究。在对二氧化铀结构及缺陷性质的计算分析基础上,系统研究气体分子H2O在UO2各表面的吸附、扩散和解离性质,并探究UO2材料表面缺陷的存在对吸附性质的影响。通过对吸附态原子和电子结构的详细分析,阐明f电子的强关联相互作用在吸附过程中的作用。本研究可以从理论上弥补目前实验观测中无法从微观角度精确描述UO2表面腐蚀情况的不足,不仅可以促进对UO2这种重要核材料表面腐蚀性质的了解,并且能够为研究其它含有f电子的强关联材料的表面性质等重要问题提供理论依据。
英文主题词Uranium dioxide;Surface adsorption;First-principles calculation;Molecular dynamics;