Estudio de primeros principios de la estructura y difusión del Helio en la aleación líquida de Litio-Plomo

Abstract

Los avances tecnológicos que han tenido lugar en los últimos años junto con el desarrollo de teorías basadas en el cálculo de la estructura electrónica de átomos, moléculas y sólidos nos han permitido estudiar las propiedades físicas y químicas de sistemas de muchas partículas. En este trabajo vamos a basarnos en una de estas teorías, la teoría del funcional de la densidad, para analizar algunas de las propiedades de la aleación eutéctica de Litio-Plomo al añadir una pequeña cantidad de átomos de Helio. A partir de los datos obtenidos con este método, llevaremos a cabo simulaciones de Dinámica Molecular gracias a las cuales podremos observar el comportamiento de las partículas del sistema. El estudio de esta aleación es de gran interés debido a su posible uso como blanket en futuros reactores de fusión nuclear. Por este motivo es interesante obtener datos tanto de las propiedades estáticas como de las dinámicas. En este trabajo analizaremos por una parte la estructura de los distintos elementos dentro de la aleación, destacando la formación de burbujas de helio, y por otra parte obtendremos datos sobre los coeficientes de difusión o las frecuencias de vibración de los átomos.

The latest technological improvements together with the development of different theories based on the calculation of the electronic structure of atoms, molecules and solid have allowed us to study the physical and chemical properties of many-body sistems. In order to analyse some of the properties of the Lithium-Lead eutectic alloy when adding a few Helium atoms, we are going to use one of this theories, the density functional theory. Once this step has been carried out, we are going to perform some Molecular Dynamics simulations with the data obtained, this is going to enable us to analyse the particles behaviour. The study of this alloy is of great interest due to its possible application as a blanket in the future nuclear fusion reactors. This is why we need to obtain data about its static and dynamical properties. During this project we are going to analyse on the one hand the structure of the different elements inside of the alloy, emphasizing the fact that helium bubbles are created inside of it, and on the other hand some dynamical properties such as the dffusion coefficients of the elements or the vibration frequencies of the atoms.