С помощью усовершенствованного источника фотонов исследователи установили, что атомная структура диоксида урана (UO2) значительно меняется во время плавления.

UO2 — первичный топливный компонент для большинства существующих ядерных реакторов, однако немного известно о расплавленном состоянии вследствие чрезвычайно высокой точки плавления. До сих пор чрезвычайно высокая температура и химическая реактивность плавления мешали исследования расплавленного UO2. Нехватка фундаментальных данных усложняла оценку проблем взаимодействия плавленого UO2 с циркониевой оболочкой реактора и стальной защитной оболочкой.

Исследователи установили, что когда диоксид урана плавится, число атомов кислорода вокруг урана меняется с восьмикратного до шести- и семикратного, что изменяет взаимодействие с другими материалами. Многие существующие модели не учитывают эти изменения в структуре быстрой кислородной динамики, которая наблюдается при высоких температурах.

«Определение поведения UO2 в экстремальных условиях важно для лучшего понимания безопасности реактора в ходе серьезных инцидентов», заключил Марк Уильямсон.