Дубовский О.А., Семенов В.А., Орлов А.В., Сударев В.В. «Солитонная микродинамика мультифазной теплопроводности топливных материалов типа двуокиси урана с генерацией поверхностных колебаний нового типа» Физика твердого тела, 57, № 7, с. 1383-1397 (2015)

Методами нейтронной спектрометрии и компьютерного моделирования исследуется микродинамика высокоамплитудных нелинейных колебаний атомов в кристаллах типа UO₂, PuO₂, ThO₂ со структурой флюорита. На нейтронном спектрометре ДИН-2ПИ в UO₂ обнаружена тонкая структура мультирезонансной спектральной плотности колебаний. Представлена интерпретация температурной зависимости коэффициента теплопроводности UO₂ с двумя максимумами в области 500–3000 K и мультирезонансной плотности колебаний по результатам компьютерного моделирования, демонстрирующего генерацию при низких и высоких температурах одиночных солитонов и пучков солитонов. Показано, что максимум коэффициента теплопроводности при 500 K определяется переносом энергии солитонами. Уменьшение коэффициента теплопроводности в интервале 500–2000 K определяется солитон-солитонным рассеянием. Увеличение теплопроводности в диапазоне 2000–3000 K определяется генерацией пучков солитонов с образованием динамических пор. В кристаллах типа UO₂, PuO₂, ThO₂ между дисперсионными ветвями оптических фононов обнаружены резонансы поверхностных колебаний нового типа. Между низкочастотной оптической ветвью и акустической ветвью при конечных температурах обнаружен дополнительный резонанс, интерпретируемый как нелинейная локальная мода, в рамках квантовой теории, возможно, бифонон. При увеличении энергии возбуждения между этим резонансом и акустической ветвью в UO₂ фиксировались солитонные ветви с возрастающей скоростью, пересекающие в фазовой плоскости полосу нелинейной локальной моды.