Electronic and Geometric Contributors to Hydrogen Binding in Uranium Oxide Grain Boundaries

晶界 氢 铀 氧化物 氧化铀 材料科学 结合能 冶金 化学 物理 原子物理学 微观结构 有机化学
作者
Rajat Goel,Nir Goldman,Ambarish Kulkarni
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:129 (24): 11086-11092
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.5c01120
摘要

Hydrogen induced corrosion of uranium, which leads to the formation of toxic and pyrophoric UH3, raises significant safety concerns for long-term storage of nuclear materials. Previous work suggests hydrogen diffuses through the grain boundaries (GBs) of the passivating oxide layer to initiate hydriding reactions. However, the atomistic mechanisms underlying this phenomenon and the structural factors that control its initiation are not well understood. To address this knowledge gap, here we use a high-throughput density functional theory (DFT) workflow to investigate the adsorption of H and H2 in the defective bulk UO2. Specifically, we have exhaustively investigated the adsorption of H (107 sites) and H2 (26 sites) in three different coincident site lattice (CSL) GBs: Σ3, Σ5, and Σ9. Compared to the binding energies in pristine UO2, we observe significantly stronger hydrogen adsorption at these GB sites. Interestingly, we find that the trends in H and H2 adsorption vary considerably across the three GB models. In particular, while a small number of sites in Σ5 and Σ9 show exothermic adsorption of H and H2, respectively, no such sites are found in Σ3. These results provide fundamental atomistic insights that could guide the development of future corrosion mitigation strategies for the storage of nuclear materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
酷酷的蛟凤完成签到,获得积分20
刚刚
Orange的应助被权青曼采纳,获得10
刚刚
TYLZ的应助被yy采纳,获得10
1秒前
天赐殊荣完成签到,获得积分10
2秒前
我无语完成签到 ,获得积分10
2秒前
大个的应助被riverrolls采纳,获得10
5秒前
nnniu完成签到 ,获得积分10
7秒前
科目三的应助被shensiang采纳,获得10
10秒前
小水完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
jf发布了新的文献求助10
12秒前
jqxxx发布了新的文献求助60
16秒前
yy发布了新的文献求助10
16秒前
权青曼发布了新的文献求助10
17秒前
21秒前
科研通AI6.2的应助被圈圈采纳,获得10
21秒前
Nano小龙完成签到,获得积分20
25秒前
wbh发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
28秒前
权青曼完成签到,获得积分10
28秒前
科研通AI6.4的应助被master采纳,获得10
30秒前
北幕发布了新的文献求助10
31秒前
惠惠子发布了新的文献求助10
31秒前
科研通AI6.4的应助被Jeff采纳,获得10
31秒前
33秒前
33秒前
36秒前
wbh发布了新的文献求助10
39秒前
传奇3的应助被1281440966采纳,获得10
39秒前
40秒前
LeBron完成签到,获得积分10
41秒前
Magician的应助被凌慕采纳,获得20
42秒前
43秒前
程晨发布了新的文献求助10
44秒前
zhiguoxin完成签到,获得积分10
46秒前
科研通AI6.4的应助被Jeff采纳,获得10
47秒前
47秒前
48秒前
50秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
The Student's Guide to Social Neuroscience 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Photoredox-Catalyzed Alkoxy-fluorosulfonylmethyl Difunctionalization of Alkenes 550
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7811491
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9342868
关于积分的说明 20515457
捐赠科研通 7404383
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3329724
关于科研通互助平台的介绍 2476479
邀请新用户注册赠送积分活动 2349067