Estudio microscópico de la aleación líquida Li-Pb y su interacción con He en reactores de fusión nuclear

Abstract

El objetivo principal de este Trabajo de Fin de Grado es estudiar las propiedades estáticas y dinámicas de la aleación líquida Li-Pb y su interacción con los átomos de helio a 950 K. El estudio está enfocado en realizar un avance para el futuro uso de la aleación Li-Pb como breeding blanket en los reactores nucleares. Las predicciones realizadas se han basado en el uso de una superficie de energía potencial obtenida con una red neuronal entrenada a partir de datos calculados (teoría del funcional de la densidad) . Se han obtenido las funciones de distribución radial y el factor de estructura para diversas concentraciones de He. Estas últimas han resultado ser idénticas a las datos experimentales. Se han calculado los coeficientes de difusión de los tres elementos de la aleación y se ha analizado la agrupación en burbujas de los átomos de helio.

The main objective of this Final Degree Thesis is to study the static and dynamic properties of the liquid Li-Pb alloy and its interaction with helium atoms at 950 K. The study is focused on making a breakthrough for the future use of Li-Pb alloy as breeding blanket in nuclear reactors. The predictions have been based on the use of a potential energy surface obtained with a neural network trained on data calculated with DFT (density functional theory). Radial distribution functions and structure factor have been obtained for various He concentrations. The latter were found to be identical to the experimental data. The diffusion coefficients of the three elements of the alloy were calculated and the bubble clustering of the helium atoms was analysed.