FLiNaK–ThF4的微观结构及热力学性质的深度势能分子动力学研究

钍基熔盐堆是六种第四代先进反应堆之一,深入研究熔盐堆燃料的基础物性对反应堆的安全有效运行和乏燃料后处理意义重大.首先,使用深度神经网络对FLiNaKTh熔盐燃料的力场进行了深度学习,得到了高精度的力场模型.其次,系统研究了FLiNaKTh燃料的配位结构、热力学和动力学性质.径向分布函数和平均力势表明各离子对的相互作用强弱为:Th–F>Li–F>Na–F>K–F,且均随ThF₄浓度增大或升温而变弱.在燃料服役温度900 K下,FLiNaK–10 wt.%ThF₄体系中Th离子主要以ThF_x]^4–x形式存在,Th浓度增大有利于Th离子间形成团簇,导致Th₂F_x]^8–x和Th₃F_x]^12–x等占比增大.模拟的扩散系数、热容和密度值与实验值吻合的很好,证明了力场的精确性,进一步预测了0～50wt.%ThF₄浓度范围和更多温度下熔盐体...