LiCl-KCl-CeCl3熔盐结构与热力学的分子动力学模拟

摘要

采用分子动力学模拟的方法,研究了LiCl-KCl-CeCl3熔盐中CeCl3的结构性质和热力学,获得了LiCl-KCl-CeCl3熔盐中密度与组成、密度与温度的关系数据;径向分布函数gCe-Cl(r)的第一个峰位置为0.259nm,Ce3+对应的第一个配位数约为6.9;混合熔盐中计算数据与纯熔盐中数据的差异可以解释为混合熔盐中Ce3+和Cl的相互作用比纯的CeCl3更强;LiCl-KCl熔盐中Ce3+的自扩散活化能为22.5 kJ·mol-1,从活化能的本质来说,Ce3+自扩散所需要克服的能垒要略低于U3+(25.8 kJ·mol-1).当Ce3+的摩尔分数从0.005增加到0.05时,其指前因子从31.9×10-5 cm2·s-1减少到21.8×10-s cm2·s-1;随着Ce3+摩尔分数从0.005增长到0.05,单位体积内(忽略总体积的变化)Ce3+的增加意味着其扩散阻力增加,而自扩散的能力降低,导致了指前因子的减小.