Because of lithium's possible use as a first wall material in a fusion reactor, a fundamental understanding of the interactions between liquid lithium (Li) and deuterium (D) is important. We predict structural and dynamical properties of liquid Li samples with high concentrations of D, as derived from first-principles molecular dynamics simulations. Liquid Li samples with four concentrations of inserted D atoms (LiD, , 0.50, 0.75, and 1.00) are studied at temperatures ranging from 470 to 1143 K. Densities, diffusivities, pair distribution functions, bond angle distribution functions, geometries, and charge transfer between Li and D atoms are calculated and analyzed. The analysis suggests liquid–solid phase transitions can occur at some concentrations and temperatures, forming rock-salt LiD within liquid Li. We also observe formation of some D2 molecules at high D concentrations.
液体リチウムと重水素（D）との間の相互作用の基本的理解は、核融合炉における第一壁材料としてのリチウムの可能性のある使用のために重要である。我々は、第一原理分子動力学シミュレーションから導出された、高濃度のDを含む液体リチウムの構造的および動的性質を予測する。挿入されたD原子の4つの濃度（LiD、0.50、0.75、および1.00）を持つ液体リチウム試料を、470 Kから1143 Kの範囲の温度で研究した。密度、拡散係数、動径分布関数、結合角分布関数、幾何構造、およびLiとD原子間の電荷移動を計算し、解析した。この解析は、いくつかの濃度および温度において液固相転移が発生し得ることを示唆しており、液体リチウム内に岩塩型LiDが形成される。また、高D濃度において、いくつかのD₂分子の形成も観察される。