Hidden magnetic order in plutonium dioxide nuclear fuel

文献情報

出版日 2018-07-26
DOI 10.1039/C8CP03583K
インパクトファクター 3.676
著者

Ashley E. Shields, Mark T. Storr, Andrew S. Wills


原文を見る

要旨

A thorough understanding of the chemistry of PuO2 is critical to the design of next-generation nuclear fuels and the long-term storage of nuclear materials. Despite over 75 years of study, the ground-state magnetic structure of PuO2 remains a matter of much debate. Experimental studies loosely indicate a diamagnetic (DM) ground-state, whereas theoretical methods have proposed either a collinear ferromagnetic (FM) or anti-ferromagnetic (AFM) ground-state, both of which would be expected to cause a distortion from the reported Fmm symmetry. In this work, we have used accurate calculations based on the density functional theory (DFT) to systematically investigate the magnetic structure of PuO2 to resolve this controversy. We have explicitly considered electron-correlation, spin–orbit interaction and noncollinear magnetic contributions to identify a hereto unknown longitudinal 3k AFM ground-state that retains Fmm crystal symmetry. Given the broad interest in plutonium materials and the inherent experimental difficulties of handling this compound, the results presented in this paper have considerable implications for future computational studies relating to PuO2 and related actinide structures. As the crystal structure is coupled by spin–orbit interactions to the magnetic state, it is imperative to consider relativity when creating computational models.

関連文献

Ultrafast excited state processes in Roseobacter denitrificans antennae: comparison of isolated complexes and native membranes

Marco Ferretti, Katia Duquesne, James N. Sturgis, Rienk van Grondelle

2014-10-27 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02986K

Direct sampling of multiple single-molecular rupture dominant pathways involving a multistep transition

Huijun Jiang, Huai Ding, Zhonghuai Hou

2014-09-22 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02970D

Plasma-induced grafting of polyacrylamide on graphene oxide nanosheets for simultaneous removal of radionuclides

Xiangxue Wang, Qi Wang, Dadong Shao

2014-11-03 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04289A

The photoformation of a phthalide: a ketene intermediate traced by FSRS

Sascha Fröbel, Laura Buschhaus, Torben Villnow, Oliver Weingart, Peter Gilch

2014-11-12 Paper

DOI: 10.1039/C4CP03351E

Nitrogen-doped carbon supports with terminated hydrogen and their effects on active gold species: a density functional study

Junjie Gu, Qian Du, You Han, Zhenghua He, Wei Li, Jinli Zhang

2014-08-12 Paper

DOI: 10.1039/C4CP01793E

Optical activity in the scattering of structured light

Robert P. Cameron, Stephen M. Barnett

2014-10-07 Paper

DOI: 10.1039/C4CP03505D

The accurate calculation of the band gap of liquid water by means of GW corrections applied to plane-wave density functional theory molecular dynamics simulations

Changming Fang, Wun-Fan Li, Rik S. Koster, Jiří Klimeš, Alfons van Blaaderen, Marijn A. van Huis

2014-10-31 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04202F

Selective nucleation of iron phthalocyanine crystals on micro-structured copper iodide

Luke A. Rochford, Alexandra J. Ramadan, Sandrine Heutz, Tim S. Jones

2014-10-20 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04217D

The network simulation method: a useful tool for locating the kinetic–thermodynamic switching point in complex kinetic schemes‡

Manuel Caravaca, Pilar Sanchez-Andrada, Antonio Soto, Mateo Alajarin

2014-10-02 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02079K

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-ヒドロキシ-5-ニトロベンジンブロモイドの代替品はありますか?

2-ヒドロキシ-5-ニトロベンジンブロモイドは特定の化学反応に適しているため、代替品は限られています。しかし、同様の構造を持つ2-ヒドロキシ-4-ニトロベンジン...

772-33-82-(Bromomethyl)-4-ni...
化合物よくある質問

N-(2-ブロモフェニル)-1-チロール-3-オキソ-3-(ピペリジニル)プロペン-2-イル)ベンゼンアミドを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

N-(2-ブロモフェニル)-1-チロール-3-オキソ-3-(ピペリジニル)プロペン-2-イル)ベンゼンアミドは有毒で、皮膚や粘膜に刺激を与える可能性があります。...

1800044-77-2N-[(1Z)-1-(2-Bromoph...
化合物よくある質問

1,3プロパンジオール,2-[2-(2アミノ-6クロロ-9Hピリミジン-9-イル)エチル-1,1,2,2-D4]-2,3-ジアセタートの市場動向や研究トレンドはどうですか?

この化合物は、新規治療薬の開発に注目されています。市場では、その有効性と安全性が評価され、研究分野では、分子生物学と医薬化学の新たな発見が期待されています。

1020718-81-31,3-Propanediol, 2-[...
化合物よくある質問

安息香の代替品はありますか?

安息香の代替品としては、フェノール、アロマターゼ阻害剤などが考えられます。しかし、使用目的により適切な代替品は異なります。

579-44-2Ethanone, 2-hydroxy-...
化合物よくある質問

Succinimidyl-alanyl-phenylalanyl-prolyl-phenylalanine 4-nitroanilide はどの業界で使用されていますか?

Succinimidyl-alanyl-phenylalanyl-prolyl-phenylalanine 4-nitroanilide は主に医薬品開発やポ...

128802-73-3succinimidyl-alanyl-...
化合物よくある質問

メチル6-アミノ-5-クロロピリジン-2-カーボイル酸について、適用される法規ガイドラインは何ですか?

メチル6-アミノ-5-クロロピリジン-2-カーボイル酸(CAS番号: 1256794-05-4)の使用には、GHS( Globally Harmonized S...

1256794-05-4Methyl 6-amino-5-chl...
化合物よくある質問

エチル4-(シクロ Pentagonyl)アミノ-2-メチル硫化基ピリミジン-5-カルボキシレートを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱いには、耐薬品性の容器を使用し、通気性の良い場所で操作することを推奨します。漏れ時は、SDS(安全データシート)を参照して適切な措置を取ること。手洗いと洗...

211245-62-4ethyl 4-(cyclopentyl...
化合物よくある質問

(S)-3-ベンZYルピペリジン塩酸塩とは何ですか?

(S)-3-ベンZYルピペリジン塩酸塩は、CAS番号1258940-00-9で表される化合物です。これは、(S)-3-苯基哌啶的盐酸盐であり、主に医薬品の原料と...

1258940-00-9(S)-3-Phenylpiperidi...
化合物よくある質問

3,5-二甲基金剛胺の主な用途は何ですか?

3,5-二甲基金剛胺は、主に医薬品の原料として使用され、また抗うつ薬や抗アルツハイマー薬の開発に利用されます。さらに、化粧品や食品添加物の製造でも重要な役割を果...

19988-45-52-(2,3-Dihydroxyphen...
化合物よくある質問

ビス(4-メチル-2-ペンチル)フェニルカルボン酸エステルの代替品はありますか?

ビス(4-メチル-2-ペンチル)フェニルカルボン酸エステル (CAS番号: 1398066-13-1) の代替品には、ビス(2-エチルヘキシル)フェノールカルボ...

1398066-13-1Bis(4-methyl-2-penty...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。