新型核燃料发展与ThO2晶格常数及表面能计算.doc

华北电力大学大学毕业设计（论文） 题目：新型核燃料的发展与计算初步 院 系： 专业班级： 学生姓名： 俞立洋 指导教师： 完成时间： 摘 要 核工业目前的全球重建，由于其成本效益和减轻二氧化碳的排放，可能会导致在不久的将来建设相当数额轻水反应堆。对于世界核工业，铀资源将成为非常重要的课题。 因此需要控制铀资源的使用，这一研究的目的是论述钍在传统轻水反应堆中应用的可行性。世界钍资源是铀资源的三倍，钍矿中含有100%的Th-232。钍是一种潜在的核燃料，在过去已有所研究，但尚未达到商业规模。钍的利用是一个有效的办法挽救前四代反应堆铀矿的限制。 描述 ThO2燃料的发展现状与前景。研究二氧化钍，用到了第一性原理的理论知识。通过Materials Studio软件来构建晶胞，并结合VASP软件分析ThO2的稳定形态能量分布并对ThO2的晶格常数及表面能进行计算分析。 关键词：ThO2，钍 ，铀 ，核燃料 Abstract The current renewal of the nuclear industry worldwide, due to its cost effectiveness and its ability to mitigate the CO2 emissions, will probably lead to the construction of a considerable amount of light water reactors in the near future. The uranium resource will therefore be a very important topic for the world nuclear industry. Therefore, there is a need to control our use of the uranium resources. The incentive of this study is to discuss the possibility to use thorium as fuel in conventional light water reactors. The world thorium resource is about 3 times more abundant than the uranium resource. Mined thorium is composed at 100% of the Th-232 isotope.Thorium is a potential fuel, and has been studied in the past, but was not yet implemented at commercial scale. Its utilisation could be an effective way to save the uranium resources before the implementation of IV-generation reactors. In this thesethes, by using Materials Studio software a computational cell of thorium dioxide is built, and then VASP software is used to calculate the morphology, energy, lattice constants, and surface energy of ThO2. Keywords: ThO2 ， Thorium，Uranium，Nuclear fuel 目 录 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 第1章 绪论 2 1.1研究背景及意义 2 第2章 核能技术发展及核燃料钍的研究 4 2.1世界核能技术发展历程 4 2.2关于钍利用特点及存在的问题 6 2.3国际上钍资源利用研究 9 2.4 国内钍资源利用研究 10 第3章 钍基熔盐堆的历史和现状 11 3.1 钍基熔盐堆特点 11 3.2钍基熔盐堆的历史和现状 11 第4章 二氧化钍晶格常数与能量计算 13 4.1第一性原理介绍 13 4.2 Materials Studio软件介绍 15 4.3 二氧化钍体系单晶和晶胞的结构 17 4.4 二氧化钍晶格常数与能量