【摘要】 与以往的铀基燃料相比，钍基燃料具有许多额外的物理优势，如更高的熔点、更高的耐腐蚀性、更低的热膨胀系数和更大的导热系数。

目前，人们正在研究钍基材料在第四代反应堆中的潜在用途。与以往的铀基燃料相比，钍基燃料具有许多额外的物理优势，如更高的熔点、更高的耐腐蚀性、更低的热膨胀系数和更大的导热系数。为了发展基于氧化物、氮化物或碳化物燃料的核循环技术，了解和掌握它们的热物理和力学性质是很重要的。近年来，人们对钍及其化合物进行了一些第一性原理的研究。例如：Richard等人已经研究了钍的晶体结构。对于这种材料，Bouchet等人用密度泛函理论(DFT)给出了高压晶格动力学和热力学性质的结果。同样对于钍，胡等人报道了相变和热力学性质的第一性原理研究。Jaroszewi Cz等人通过内聚能的Chen-Möbius反转推导出了钍的原子间对势能。利用这种原子间相互作用势，他们计算了弹性和热性质。对于二氧化钍，Lu等人用密度泛函理论和晶格动力学方法研究了其热力学性质和结构稳定性。Wang等人用第一性原理计算得到了二氧化钍的力学性质、基态二氧化钍的电子结构和声子色散以及高压下的结构行为。基于DFT，Lu等人的研究从氮化钍的晶格动力学数据推导出电子结构、力学性质和热力学性质。Lim和Scueria用高斯型轨道和密度泛函的理论和几种类型的泛函研究了碳化钍的结构参数和电学性质。Shein等人利用全势能线性化增广平面波法研究了碳化钍的结构参数、电子性质、X射线发射光谱和吸收光谱和弹性性质。

 

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