2021年3月30
初期的科学家们已经发现了一个可能的解释的反常地迅速释放的气体从核燃料。超级计算机模拟发现了一个意想不到的机制来加速逃离气泡的二氧化铀表面晶体矩阵。
结果点的方式消除矛盾的几个数量级的差异之间的现有的理论模型和实验结果。的论文发表《核材料亚博网站下载。
气泡的扩散反应器操作期间是核与辐射安全的重要主题。泡沫的气态裂变产物(主要是氙),积累的燃料,影响它的许多属性。因此,它是重要的,在设计和运行的反应堆,知道如何快速逃离的气体燃料。
尽管各种科学团体在这个领域的积极工作,仍然没有完全理解气体燃料的扩散机制。法国研究人员最近的一系列作品是一个明显的证据这一事实。他们提出的模型所示结果数十次低于以特殊的实验。
“事实上,这种矛盾的结果,事实上,不切实际的理论发表表明,一方面,科学界的极大的兴趣在这个问题上,另一方面,超快的从根本上需要找到新的物理机制扩散,”初期弗拉基米尔Stegailov教授说。
初期的科学家领导的弗拉基米尔•Stegailov能够模拟扩散的氙nanobubbles二氧化铀在原子尺度的“时间高达3微秒(三十亿集成步骤)。
这是由最优使用超级计算机的能力和现代的代码。这样破纪录的分子动力学计算使泡沫的布朗运动的直接观察和发现一个全新的扩散机制。
以前认为,气体浓度扩散越慢越高,气体干扰运动的二氧化碳泡沫的表面。作者表明,到达一定浓度的气体将原子晶格inter-nodal头寸。
“通过积累,inter-nodal原子形成集群,快速移动的泡沫。泡沫和集群定期相互推动,因此显著快于泡沫自行移动。因此出现一个新的效应,加速扩散的气体”解释说,亚历山大AntropovFEFM的研究生(Phystech学院的电子、光子和分子物理学初期),这项研究的作者之一。
所发现的影响将有助于解释理论和实验之间的差异。
工作是在实验室进行的超级计算方法在凝聚态物理、初期。在实验室的研究是基于量子和经典力学的结合方法,统计物理与计算技术和动力学。
使用最先进的超级计算机和持续改进的数值方法是非常重要的,以确保精度高的计算。然而,造型是一个有用的工具只有在结合理论的理解过程的性质。
这项工作的一个例子是理论,配备最先进的计算工具,可以找到意想不到的新现象“隐藏”在材料的微观结构的细节。亚博网站下载
来源:https://mipt.ru/english/