CALCULO DE PROPIEDADES DE LA VACANCIA EN U PURO CALCULATION OF VACANCY PROPERTIES IN PURE U

M Pascuet, A Monti, J Fernández, Dpto Materiales
ANALES AFA   unpublished
* Autor a quién debe dirigirse la correspondencia. Se estudian las propiedades estáticas y dinámicas de la vacancia en U puro a partir de técnicas computacionales a nivel atómico. El potencial de muchos cuerpos utilizado reproduce la estabilidad de la fase α (ortorrómbica) a bajas temperaturas y una transformación a la fase γ (bcc) a temperaturas más altas. Se calcula la energía de formación de la vacancia y la contribución migratoria atómica al coeficiente de autodifusión, en ambas fases,
more » ... nte Dinámica Molecular. Se analizan los resultados obtenidos y se comparan con resultados de cálculos anteriores y valores experimentales disponibles en la literatura. Palabras clave: Vacancia, Uranio, Difusión, Potencial EAM Vacancy static and dynamic properties are studied by computational techniques in pure uranium. The many-body potencial reproduces the stability of the α-phase (orthorrombic) at low temperatures and the transformation to the γ-phase (bcc) at higher temperatures. The vacancy formation energy and the atomic migration contribution to the diffusion coefficient are calculated in both phases by Molecular Dynamics. The results reached are analised and compared with previous calculations and experimental results available in the literature. I. INTRODUCCIÓN La literatura existente sobre autodifusión en U no es muy extensa ni reciente (1). Los primeros trabajos experimentales fueron realizados por Bochvar y col. (2) y Adda y Kirianenko (3,4) en policristales hace ya medio siglo. Con respecto a la autodifusión en la fase Uα de bajas temperaturas (T<941K), existe alguna controversia sobre la anisotropía de la difusión. Dicha estructura (ver Figura 1) está compuesta de planos corrugados del tipo (010). El carácter covalente de las uniones interatómicas entre vecinos de un mismo plano (010) produce distancias menores que las involucradas entre planos (010) adyacentes. Seigle y Opinsky (5) propusieron que la autodifusión por mecanismo de vacancias en la fase Uα debía ser muy anisotrópica, puesto que las frecuencias de salto serían mayores allí donde las uniones son más fuertes. Así, debería esperarse que el coeficiente de difusión en la dirección [010] fuera mucho menor que en las otras dos direcciones principales. Resnick y Seigle (6) no hallaron una gran anisotropía en la difusión a 640C medida en monocristales, aunque reconocieron que la técnica radiográfica utilizada poseía poca precisión. Por otro lado, Rothman y col. (7,8) encontraron que ] 010 [ ] 001 [ ] 110 [ D D D 〉〉 ≈ utilizando el método de seccionamiento. En cuanto a la autodifusión en la fase Uγ de altas temperaturas (1048K<T<1405K), se conoce que ésta es anómala pues resulta muy alta, igualmente a lo observado en las fases bcc de Ti, Zr y Hf (1). El propósito del presente trabajo es estudiar la difusión en las dos fases alotrópicas Uα y Uγ mediante Dinámica Molecular. Los resultados aquí obtenidos complementan resultados de cálculos ya publicados en un trabajo anterior (9) utilizando la técnica de Monte Carlo (MC) cinético. En la sección siguiente se describen los métodos de simulación utilizados y se reportan los resultados obtenidos y en la sección final se extraen las conclusiones. [100] [010] [001] [100] [010] [001] 2yb a c b 2yb a c b Figura 1: Estructura cristalina A20 del Uα. Las líneas punteadas destacan los planos corrugados en donde las distancias atómicas son menores.
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