Simulaciones computacionales de defectos puntuales en metales de interés en fusión nuclear

Zusammenfassung

La simulación computacional aplicada a los materiales es una disciplina perfectamente establecida en el ámbito científico y cuya importancia está fuera de toda duda razonable. Las actuales máquinas de cómputo junto con la creciente oferta de la llamada computación en la nube hacen que está más en boga que nunca. En el estudio de las propiedades de materiales de interés, ya sea puramente teórico o industrial, destaca la teoría del funcional de la densidad (DFT) y es precisamente en esta teoría donde nos asentamos para desarrollar los resultados aquí expuestos. Los materiales estudiados presentan gran utilidad en la industria nuclear donde la fusión podría ser no sólo un hito en la historia de la ciencia sino el lugar indicado para albergar los resultados aquí expuestos al ser claros candidatos para futuros reactores nucleares de fusión. Es evidente que deben soportar condiciones extremas debido a las altas temperaturas y a la intensa radicación en forma de neutrones de alga energía, partículas alfa, rayos-X e iones energéticos, entre otros. Por todo ello, que el estudio de defectos comunes en todos estos procesos como son, por ejemplo la aparición de vacantes, átomos auto intersticiales (SIAs) e impurezas de átomos ligeros (LIAs) está absolutamente justificado. La presente tesis estudia, dentro del marco anteriormente descrito, la formación de clústeres de helio dentro de Cu colocando varios átomos de HE dentro de n-vacantes previamente creadas e incluso en posiciones intersticiales, la formación, binding y migración de estas burbujas en Nb, el estudio energético y estructural de LiAs y SIAs en Mo, Nb, Ta y W así como la movilidad de LIAs y SIAs en intercaras formadas por superficies de W siguiendo distintos planos, W (110)/W (112).