[发明专利]获得固态及液态氟盐热中子散射数据库的方法及数据库

摘要

获得固态及液态氟盐热中子散射数据库的方法及数据库，该方法步骤为：1、对于固态氟盐晶体及液态氟盐溶液，使用基于第一性量子力学原理的晶格动力学程序计算出其声子谱分布；此外，对于液态氟盐溶液，使用基于分子动力学的统计物理方法统计出各氟盐离子的扩散系数；2、将步骤1所获得的声子谱分布、扩散系数提供给核数据加工程序NJOY，获得固态及液体氟盐的热中子散射数据；3、根据不同的应用目的，配套相应的核数据库索引文件，索引文件与步骤2获得的热中子散射数据一起构成完整的热中子散射数据库；本发明还公开了提供该方法获得的数据库；填补了国际上固态氟盐晶体及液体氟盐溶液多群输运及子群共振计算用热中子散射数据库制作领域的空白。

主权项

1.一种获得固态及液态氟盐热中子散射数据库的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：对于固态氟盐晶体，利用固态氟盐晶体的晶胞距离、晶轴夹角、空间群晶胞参数，使用晶格动力学中平面波密度泛函赝势方法对固态氟盐晶胞进行计算，计算过程遵循第一性原理的量子力学规范，并使用广义梯度近似得到固态氟盐晶体的声子谱分布；对于液态氟盐溶液，把每一氟盐原子核视为在其余全部原子核和电子所构成的势场的作用的运动遵守牛顿定律，利用预估‑校正方法求解分子动力学计算出氟盐离子的运动轨迹，最后由统计物理的方法统计出氟盐离子扩散系数；步骤2：针对固态氟盐，基于高斯近似和相干近似，并利用步骤1得到的固态氟盐晶体的声子谱分布，按照公式(1)计算出固态氟盐晶体的热中子散射率，其中：Ss(α,β)为固态氟盐总的热中子散射率，α为动量传递量，β为能量传递量，sinh为双曲正弦函数，π为圆周率，e为自然对数的底数，∞为无穷号，i为复数，t为时间变量，ρs(β)为固态氟盐晶体的声子谱分布；此外并通过氟盐的结构因子与固态氟盐相干弹性散射截面成正比的规律获得固态氟盐相干弹性散射截面，假设某氟盐材料中有x个氟原子、y个第二种原子、z个第三种原子，则氟盐结构因子f可由公式(2)计算得到：其中：σ_F是氟原子的自由原子截面，σ₂是第二种原子的自由原子截面，σ₃是第三种原子的自由原子截面，为各原子的相位，i为复数，e为自然对数的底数，π为自然圆周率；针对液态氟盐溶液，利用步骤1得到的液态氟盐的扩散系数并基于有效广度模型按照公式(3)计算出液态氟盐溶液的热中子散射率，其中：α为动量传递量，β和β’为能量传递量，St(α,β)为液态氟盐总的热中子散射率，SX(α,β)为旋转振动项，SP(α,β)为平移扩散项，λs为德拜‑沃勒系数，∞为无穷号；步骤3：基于所获得的固态和液态氟盐热中子散射率按照核数据加工领域常用的数据流模型得到氟盐中各核素的热中子散射数据库。