<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Nucl. Eng.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Nuclear Engineering</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Nucl. Eng.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2813-3412</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1487828</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fnuen.2024.1487828</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Nuclear Engineering</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Liquidus curve of uranium&#x2013;plutonium mixed oxide (MOX) system</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Burakovsky et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fnuen.2024.1487828">10.3389/fnuen.2024.1487828</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Burakovsky</surname>
<given-names>Leonid</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2299498/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Preston</surname>
<given-names>Dean L.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Green</surname>
<given-names>Andrew A.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2841895/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/funding-acquisition/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Theoretical Division</institution>, <institution>Los Alamos National Laboratory</institution>, <addr-line>Los Alamos</addr-line>, <addr-line>NM</addr-line>, <country>United States</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Computational Physics Division</institution>, <institution>Los Alamos National Laboratory</institution>, <addr-line>Los Alamos</addr-line>, <addr-line>NM</addr-line>, <country>United States</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>Theoretical Design Division</institution>, <institution>Los Alamos National Laboratory</institution>, <addr-line>Los Alamos</addr-line>, <addr-line>NM</addr-line>, <country>United States</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1503959/overview">Thierry Wiss</ext-link>, European Commission, Joint Research Centre, Germany</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2685446/overview">Sourabh Bhagwan Kadambi</ext-link>, Idaho National Laboratory (DOE), United States</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2829579/overview">Dario Manara</ext-link>, Joint Research Centre, Italy</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Leonid Burakovsky, <email>burakov@lanl.gov</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>07</day>
<month>01</month>
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2024</year>
</pub-date>
<volume>3</volume>
<elocation-id>1487828</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>28</day>
<month>08</month>
<year>2024</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>27</day>
<month>11</month>
<year>2024</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2025 Burakovsky, Preston and Green.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Burakovsky, Preston and Green</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>Mixed oxides of uranium and plutonium (MOX) are currently considered reference fuels for the new generation of fast breeder reactors such as ASTRID. The key factor determining the performance and safety of fuel such as MOX is its operational limits in applied practice, which are closely related to the material&#x2019;s structure and thermodynamic stability. They are, in turn, closely related to the ambient (zero pressure) melting point <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; thus, <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is an important engineering parameter. However, the current knowledge of <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of MOX is limited and controversial, as several reported studies do not converge on the unique behavior of <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as a function of <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In this study, we present a theoretical model for the melting curve (liquidus) of a mixture and apply it to MOX considered a mixture of pure <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The model uses the known melting curves of pure constituents as an input and predicts the melting curve of their mixture. It has only one free parameter, which must be determined independently. In the case of MOX, <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of MOX as a function of <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as given by the model has a local minimum at <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.64</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which disagrees slightly with our previous <italic>ab initio</italic> molecular dynamics studies that place this minimum at <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>actinide oxides</kwd>
<kwd>mixed oxide fuel</kwd>
<kwd>mixtures</kwd>
<kwd>phase diagram</kwd>
<kwd>quantum molecular dynamics</kwd>
<kwd>density functional theory</kwd>
</kwd-group>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Nuclear Materials</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Nuclear power seems to be one of the most reliable energy sources for achieving the goal of a world free of man-made <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>CO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> emissions (<xref ref-type="bibr" rid="B31">Shellenberger, 2018</xref>). However, nuclear power has always been scrutinized for its potential impact on the environment and the safety issues related to its use (arising from accidents such as Chernobyl or Fukushima). The choice between the two possible nuclear fuels, uranium and mixed oxide (MOX), to determine the most adequate nuclear fuel cycle for the world&#x2019;s future power needs has been debated. MOX has the advantage of producing less intermediate- and high-level waste. In addition, MOX is planned to be the fuel for the new generation of fast breeder reactors such as ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration).</p>
<p>Uranium&#x2013;plutonium MOX is the system <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the plutonium fraction; since the values of the atomic masses of U and Pu are very close (238 vs. 244), atomic and mass fractions virtually coincide, thus <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be considered to be either of the two. Thus, <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> correspond to stoichiometric, hyperstoichiometric, and hypostoichiometric MOX, respectively. Both <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> maintain their ambient cubic fluorite structure (Fm<inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>m) in the entire range of temperature <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> up to the corresponding melting points. Specifically for <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, it is (<inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is density, and <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are unit cell dimensions) <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10.97</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> g/<inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5.47</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#xc5; (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Allen and Holmes, 1995</xref>), while for <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>11.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> g/<inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5.39</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#xc5; (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Wan et al., 2012</xref>). It is described in terms of a 12-atom unit cell containing four U (or Pu) atoms in face-centered cubic positions and eight O atoms filling the tetrahedral sites (<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>). Being a mixture of <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, MOX is also assumed to be of cubic fluorite structure at any <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. With low Pu content <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, it is used as nuclear fuel in several thermal neutron reactors around the world. With its higher Pu content, MOX is expected to be a favorable fuel for fast neutron reactors (FNRs). The constraint of the oxygen-to-metal (O/M, M &#x3d; U &#x2b; Pu) ratio less or equal to 2 is chosen as a safety precaution to protect the steel cladding from corrosion during irradiation in FNRs, even though this hypostoichiometry also has negative consequences such as inhomogeneity of Pu content, which may result in a reduced thermal conductivity of the MOX fuel.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Ambient fluorite structure of both <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; uranium/plutonium atoms are shown in green and oxygen atoms in orange.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fnuen-03-1487828-g001.tif"/>
</fig>
<sec id="s1-1">
<title>1.1 Ambient melting behavior</title>
<p>Of all the physical properties of a material, melting behavior is a fundamental property closely related to its structure and thermodynamic stability; it has thus always been a crucial subject of research. The ambient (zero pressure) melting point <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is also an important engineering parameter as it defines the operational limits of a material in its application environment. It becomes critical in nuclear engineering where the thermo-mechanical stability of a nuclear fuel element is a key factor in determining fuel performance and safety. Moreover, <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are two endpoints of the phase diagram of MOX, so their ambient <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>s are fundamental reference points.</p>
<p>The current knowledge of the <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of MOX is limited, and the literature does not converge on the unique behavior of <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as a function of <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="bibr" rid="B10">Carbajo et al. (2001)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B18">Gu&#xe9;neau et al. (2008)</xref> produced <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as a monotonically decreasing function of <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> such that, with <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of 3150&#xa0;K, <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>2650</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2700</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K. However, the studies of <xref ref-type="bibr" rid="B23">Kato et al. (2008a)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B24">Kato et al. (2008b)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B13">De Bruyckner et al. (2010)</xref>, and <xref ref-type="bibr" rid="B5">B&#xf6;hler et al. (2014)</xref> resulted in <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> having a local minimum at <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> such that <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>3000</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3050</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K so that the difference between the two values of <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is as high as 350&#xa0;K. Although the melting behavior of uranium&#x2013;plutonium MOX has been experimentally addressed in many recent studies, it still lacks a sound theoretical foundation. In particular, the melting behavior of MOX has not yet been adequately modeled based on general thermodynamics principles or using an equation of state (EOS) approach.</p>
<p>This uncertainty in the melting behavior of MOX is directly related to the ambiguity in the value of the ambient melting point of <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as well as the melting behavior of MOX with high Pu content. Since the 1960s, several research groups have reported measurements of <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> using various experimental techniques. Most are summarized in a review by <xref ref-type="bibr" rid="B10">Carbajo et al. (2001)</xref>, who recommended a value of <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mn>2701</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>35</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K based on measurements circa 1960s using the thermal arrest technique on tungsten-encapsulated samples. More recently, <xref ref-type="bibr" rid="B18">Gu&#xe9;neau et al. (2008)</xref> recommended a value of 2,660&#xa0;K based on published data and the thermodynamic modeling of the Pu&#x2013;O system. However, in the same year Kato and colleagues presented their experimental findings (<xref ref-type="bibr" rid="B23">Kato et al., 2008a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Kato et al., 2008b</xref>) which called into question the then commonly-accepted value of <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and proposed a considerably higher value of <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>3000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K. While using essentially the same thermal arrest technique as in the 1960s, Kato and colleagues paid particular attention to not only maintaining the exact O/M ratio as previous research had done but also to the effect of sample&#x2013;crucible interactions. This way, they could attribute lower values of <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in previous studies to extensive interactions between <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> samples and tungsten&#x2014;typical crucible material in this range of <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The shortcomings thus indicated have been properly taken into account in the most recent experimental studies on the melting of <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. These studies were carried out using a containerless laser-heating technique to produce values of <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:mn>3017</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>28</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K (<xref ref-type="bibr" rid="B13">De Bruyckner et al., 2010</xref>) and <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:mn>3050</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>59</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K (<xref ref-type="bibr" rid="B5">B&#xf6;hler et al., 2014</xref>). The most recent theoretical value of <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mn>3046</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>135</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Burakovsky et al., 2023</xref>).</p>
<p>The difficulties with the experimental determinations of the melting behavior of the stoichiometric MOX as well as the shortcomings of the experimental techniques used for these determinations are summarized by <xref ref-type="bibr" rid="B16">Fouquet-M&#xe9;tivier et al. (2023)</xref> as follows. (i) The interaction of the <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> samples of high Pu content with tungsten crucibles, and in some <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> cases with rhenium crucibles, drives the corresponding <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> systematically lower. (ii) Pu content affects the <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measurements such that laser heating, which is currently the most widely used technique, causes non-ideal behavior of the <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> partitions of MOX, resulting in a distinct minimum of <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as a function of <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.4</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. (iii) The measured values of <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are affected by the O/M ratio, which varies in the atmosphere during the experiments so that it is not clear whether the measured <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> corresponds to O/M close to 2 of the stoichiometric case or if it is much less than 2.</p>
<p>Hence, the clarification of the behavior of <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as a function of <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> requires further study. Here, we present a theoretical model for the melting curve (liquidus) of a mixture and apply it to MOX which is considered a mixture of pure <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Theoretical model for melting curve (liquidus) of a mixture</title>
<p>Here, we present a theoretical model for the melting curve of a mixture of two constituents. Such a mixture can be a compound or an alloy; even a porous material can be considered a mixture of a regular substance with air. Our approach can be easily generalized for a mixture of any number of constituents.</p>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Preliminary considerations</title>
<p>We consider the case of ideal mixing, where the constituents of the mixture do not effectively interact with each other, which would otherwise result in the volume of the mixture being different from the sum of the volumes of its constituents. We assume that the mixture is of the form <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and that no stoichiometric <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (both <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are integers <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) compound exists; otherwise, additional arguments should be invoked regarding the enthalpy of formation of such a compound, which will result in a modification of the analytic form of the melting curve which we now derive. Thus, any eutectic is neglected. Our derivation is based on the assumption that both of the melting curves of pure constituents are known in the analytic form of the pressure <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> dependence of the melting point: <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This form can be either a simple polynomial fit, such as a quadratic or cubic, or a more sophisticated Simon&#x2013;Glatzel form <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the ambient <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, etc. However, nothing else is known about the mixture, except the two melting curves; for example, their EOSs are not available. Thus, the model will predict the melting curve of a mixture based on the melting curves of its components only. Finally, we assume that both constituents of the mixture are molten and are in a state of thermal equilibrium with each other at a common temperature <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> so that the two partial pressures are such that<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>In <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Equation 1</xref> <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the melting curves of constituents 1 and 2, respectively, and <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the corresponding partial pressures at <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. We thus model the system&#x2019;s liquidus, which is the true melting line along which all the constituents are molten; our approach generally applies to systems, the constituents of which are not completely miscible so that the system&#x2019;s phase diagram may have a miscibility gap. Thus, in what follows, we use the subscript <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> instead of <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in order to associate the melting point with liquidus and not confuse it with solidus.</p>
<p>First, we develop the appropriate mixing rules. We begin with the EOS. If the cold <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> EOSs of constituents 1 and 2 are, respectively, <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, their finite-<inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> counterparts can be written as<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are, respectively, the thermal expansion coefficient and isothermal bulk modulus at temperature <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This form of the thermal EOS does not explicitly take into account the <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-dependence of the bulk modulus, and/or the <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>- (or <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-) dependence of the thermal expansivity, and is therefore approximate. Indeed, since<disp-formula id="equ1">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>
<xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Equation 2</xref> results from the above relation (with <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) provided that <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> const&#x2014;a potential weak <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-dependence of <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2014;is complemented by a similar weak dependence of <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to keep their product (roughly) <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-independent. As our previous theoretical studies reveal, thermal EOS of the form of <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Equation 2</xref> holds for many substances, such as copper (<xref ref-type="bibr" rid="B2">Baty et al., 2021a</xref>), silver (<xref ref-type="bibr" rid="B3">Baty et al., 2021b</xref>), palladium (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Baty et al., 2024</xref>), and body-centered cubic bismuth (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Burakovsky et al., 2024a</xref>), among others. In fact, along the corresponding melting curves, thermal EOS of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Equation 2</xref> is virtually exact.</p>
<p>We use the pressure mixing rule (law of additive volumes, or the Amagat&#x2013;Leduc model) which requires that the pressures of the components be equal at a chosen mixture composition, total volume, and temperature. This pressure mixing rule thus describes the pressure equilibrium of the mixture. The set of the equations that describe the mixture at pressure equilibrium are<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>and<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are, respectively, the densities of constituents 1 and 2, <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the density of the mixture, and <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the (fractional) mass percentage of constituent 2 (without any loss of generality we consider constituent 1 as a host and constituent 2 as a dopant): <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref> is equivalent to <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is the total volume of the mixture being the sum of the volumes of its constituents. It follows from the above relation that<disp-formula id="equ2">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>Hence, provided that <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x226a;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the density of the mixture is quasi-additive: <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This is the case for MOX since the values of the densities of pure <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>10.97</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and 11.46&#xa0;g/<inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Carbajo et al., 2001</xref>), are indeed very close, and the density of <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is described by <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10.97</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.49</mml:mn>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.0039</mml:mn>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Carbajo et al., 2001</xref>). Here <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be either mass or atomic (or volume) percentage discussed below because, for MOX, the two are essentially identical.</p>
<p>Note that in <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">Equation 3</xref> the value of <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> cannot be arbitrarily high&#x2014;that is, the range of <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the applicability of the pressure mixing rule is limited. Indeed, at the liquidus temperature <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ell</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> all the constituents of the mixture are molten; hence, each individual <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is determined by the corresponding melting curve <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> such that, for constituent <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ell</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ell</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Since different constituents have different melting curves <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the corresponding values of <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ell</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are different as well. Then, at <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ell</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> the value of <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the mixture is generally not equal to any of the <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>ell</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>s and is given by a mixing rule different from <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">Equations 3</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>. This new mixing rule is discussed in more detail in the next section, taking into account that at the liquidus point, the mixture is at temperature rather than pressure equilibrium.</p>
<p>By switching from mass percentage <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to (atomic) volume percentage <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, via<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>In <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">Equation 5</xref> <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the atomic masses, respectively (hence <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref> converts to<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the atomic volumes of the mixture and its constituent. Here, we define the atomic mass of the mixture as <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Equation 6</xref> represents Zen&#x2019;s law of the additivity of the atomic volume of a mixture (<xref ref-type="bibr" rid="B36">Zen, 1956</xref>) (analogous to the quasi-additivity of the density of the mixture discussed above). We note that in the case of real mixing, formulas for the total volume <inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (resulting from <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref>), or its atomic-volume analog <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Equation 6</xref> must be replaced with, respectively, <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Here, &#x201c;<inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x201d; indicates the partial (effective) volume in the mixture, which may be larger or smaller than that in the ideal (non-interactive) case depending on whether the mixture constituents effectively attract or repel each other. It can be shown that in this case <inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>def</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>def</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the defect of the volume additivity of the ideal-mixing case; here <inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>def</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> itself may be a function of <inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Our model can in principle be formulated in the case of non-ideal mixing, but such a formulation would go well beyond the scope of our present work.</p>
<p>Since at fixed <inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the analog of the pressure mixing rule <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">Equations 3</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> for energy is<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>In <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">Equation 7</xref> <inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the energies of the mixture and its constituents. Here, <inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are directly related to, respectively, <inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The &#x201c;specific&#x201d; Gibbs function&#x2014;that is, the Gibbs function per unit mass which is consistent with the pressure mixing rule&#x2014;is<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Indeed, the specific volume of the mixture <inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is <inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is equivalent to <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref>. We note that, although this formulation is not conventional, it can be found in the literature, such as in <xref ref-type="bibr" rid="B14">Duvall and Taylor (1971)</xref>, where it was used for the description of the shock compression of a two-component mixture. It then follows from <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">Equation 8</xref> that the specific entropy of the mixture is <inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The isothermal compressibility <inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is <inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; hence, <inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. That is,<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Note that <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref> follows directly from <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref> written as the total volume of the system being the sum of the volumes of its constituents: <inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Then, under a small pressure change of <inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the total volume change is <inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; therefore, since <inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>,<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>
<xref ref-type="disp-formula" rid="e10">Equation 10</xref> is equivalent to <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref> in view of <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref>. We will also need the thermal expansion coefficient, <inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is equivalent to<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Now, dividing <xref ref-type="disp-formula" rid="e11">Equation 11</xref> by <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref>, upon some algebra, we arrive at<disp-formula id="equ3">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Note that <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref> allows the following parametrization:<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2213;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is assumed to be a constant such that, regardless of the value of <inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref> holds true because of the identity <inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2213;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. In the following, we keep the upper sign in front of <inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the two denominators of <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">Equation 12</xref> so that <inline-formula id="inf204">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> itself can be of either sign (or zero). We consider <inline-formula id="inf205">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as the only free parameter of this formulation, the value of which must be determined independently&#x2014;based on the available experimental information on the liquidus of the system. We assume that no other experimental information is available; in particular, on the values of <inline-formula id="inf206">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which would have otherwise allowed the calculation of the value of <inline-formula id="inf207">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> directly from <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">Equation 12</xref>. Then, via <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">Equation 12</xref>, <inline-formula id="inf208">
<mml:math id="m223">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which we use in the above relation for <inline-formula id="inf209">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to finally obtain<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 The formula for the liquidus of a mixture</title>
<p>We now consider a two-component mixture at temperature equilibrium at the liquidus point <inline-formula id="inf210">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and assume that each of the components is described by thermal EOS of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Equation 2</xref>. Then, for the pressures of the mixture and its components at <inline-formula id="inf211">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>,<disp-formula id="equ4">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Since <inline-formula id="inf212">
<mml:math id="m229">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (the pressure mixing rule), it then follows that (<inline-formula id="inf213">
<mml:math id="m230">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf214">
<mml:math id="m231">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf215">
<mml:math id="m232">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>)<disp-formula id="equ5">
<mml:math id="m233">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>the use of which in <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">Equation 13</xref> multiplied by <inline-formula id="inf216">
<mml:math id="m234">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, leading to<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>
<xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Equation 14</xref> is our formula for the liquidus of a two-component mixture. It is in fact the new mixing rule mentioned above. Since both <inline-formula id="inf217">
<mml:math id="m236">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf218">
<mml:math id="m237">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are assumed to be available, provided that the value of <inline-formula id="inf219">
<mml:math id="m238">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is known, this formula gives the value of the melting <inline-formula id="inf220">
<mml:math id="m239">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of a mixture at any given melting temperature <inline-formula id="inf221">
<mml:math id="m240">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> via <inline-formula id="inf222">
<mml:math id="m241">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf223">
<mml:math id="m242">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s2-3">
<title>2.3 General features of Eqs. (13) and (14)</title>
<p>It is important to note the general features of the above formulas for the product of <inline-formula id="inf224">
<mml:math id="m243">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the liquidus of a mixture. Considering <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Equation 14</xref> as a representative example, its general features are that it (i) is symmetrical under the simultaneous permutations <inline-formula id="inf225">
<mml:math id="m244">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2194;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf226">
<mml:math id="m245">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2194;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf227">
<mml:math id="m246">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2194;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, (ii) satisfies the boundary conditions <inline-formula id="inf228">
<mml:math id="m247">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf229">
<mml:math id="m248">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and (iii) satisfies the self-mixture condition where any pure substance can be considered a mixture with itself; hence, the choice of <inline-formula id="inf230">
<mml:math id="m249">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> should lead to <inline-formula id="inf231">
<mml:math id="m250">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at any <inline-formula id="inf232">
<mml:math id="m251">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As clearly seen, this is achieved by the presence of <inline-formula id="inf233">
<mml:math id="m252">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Equation 14</xref>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Liquidus of a mixture at <inline-formula id="inf234">
<mml:math id="m253">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and small <inline-formula id="inf235">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</title>
<p>We note the above <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Formula 14</xref> at <inline-formula id="inf236">
<mml:math id="m255">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and small <inline-formula id="inf237">
<mml:math id="m256">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In this case, both <inline-formula id="inf238">
<mml:math id="m257">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf239">
<mml:math id="m258">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be approximated by simple linear forms:<disp-formula id="equ6">
<mml:math id="m259">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>or <inline-formula id="inf240">
<mml:math id="m260">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf241">
<mml:math id="m261">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf242">
<mml:math id="m262">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf243">
<mml:math id="m263">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf244">
<mml:math id="m264">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf245">
<mml:math id="m265">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the corresponding ambient melting points and the initial slopes of the melting curves. Using these expressions in <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Equation 14</xref> gives <inline-formula id="inf246">
<mml:math id="m266">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m267">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>and<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m268">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>These are expressions for the ambient melting point and initial slope of the melting curve of a mixture, respectively. Note that they both satisfy the self-mixture condition, again because of the presence of terms <inline-formula id="inf247">
<mml:math id="m269">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf248">
<mml:math id="m270">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Thus, the analytical form of the liquidus of a mixture at small <inline-formula id="inf249">
<mml:math id="m271">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is<disp-formula id="equ7">
<mml:math id="m272">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf250">
<mml:math id="m273">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf251">
<mml:math id="m274">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are determined, respectively, by <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equations 15</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e16">16</xref>.</p>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 General features of Eqs. (15) and (16)</title>
<p>Both <inline-formula id="inf252">
<mml:math id="m275">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref> and <inline-formula id="inf253">
<mml:math id="m276">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in Equation 16 as functions of <inline-formula id="inf254">
<mml:math id="m277">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> have a local extremum (either minimum or maximum) at<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m278">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>If this extremum does occur for the mixture, then <inline-formula id="inf255">
<mml:math id="m279">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which puts a constraint on <inline-formula id="inf256">
<mml:math id="m280">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: <inline-formula id="inf257">
<mml:math id="m281">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, such that<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m282">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x21D4;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x21D4;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>
<xref ref-type="disp-formula" rid="e18">Equation 18</xref> is consistent with the invariance under the simultaneous permutations <inline-formula id="inf258">
<mml:math id="m283">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2194;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf259">
<mml:math id="m284">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2194;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In this case, the values of <inline-formula id="inf260">
<mml:math id="m285">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf261">
<mml:math id="m286">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf262">
<mml:math id="m287">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m288">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>and<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m289">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>If, however, <inline-formula id="inf263">
<mml:math id="m290">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the extremum occurs either outside the physical region <inline-formula id="inf264">
<mml:math id="m291">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the mixture or at one of its endpoints (if <inline-formula id="inf265">
<mml:math id="m292">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), both the local maximum and minimum are at the two endpoints, and <inline-formula id="inf266">
<mml:math id="m293">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a monotonically decreasing or increasing function of <inline-formula id="inf267">
<mml:math id="m294">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In this case, <xref ref-type="disp-formula" rid="e19">Equations 19</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">20</xref> do not apply.</p>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Example: Si&#x2013;Ge system</title>
<p>Based on general considerations, it is expected that <inline-formula id="inf268">
<mml:math id="m295">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In the following example of the application of our model to a real system, <inline-formula id="inf269">
<mml:math id="m296">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is identically 1. The system that we are considering here is a mixture of silicon and germanium which, according to <xref ref-type="bibr" rid="B29">Olesinski and Abbaschian (1984)</xref>, form a continuous solid solution without any eutectics. According to the literature (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Jayaraman et al., 1963</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B12">Deb et al., 2001</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B35">Yang et al., 2004</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B34">Yang and Jiang, 2004</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B25">Kubo et al., 2008</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B30">Pasternak et al., 2008</xref>), the low-<inline-formula id="inf270">
<mml:math id="m297">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> melting curves of Si and Ge are, respectively, <inline-formula id="inf271">
<mml:math id="m298">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Si</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1690</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>63</mml:mn>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf272">
<mml:math id="m299">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Ge</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1210</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>50</mml:mn>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Hence, this is an example of a mixture of &#x201c;anomalous&#x201d; melters, which both exhibit <inline-formula id="inf273">
<mml:math id="m300">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> decreasing with <inline-formula id="inf274">
<mml:math id="m301">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (for the vast majority of substances, <inline-formula id="inf275">
<mml:math id="m302">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increases with <inline-formula id="inf276">
<mml:math id="m303">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is the normal case). Hence, in <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref> <inline-formula id="inf277">
<mml:math id="m304">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1690</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf278">
<mml:math id="m305">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>63</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf279">
<mml:math id="m306">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1210</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf280">
<mml:math id="m307">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>50</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Then, the best fit of the form <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref> with the above parameters to the experimental data of <xref ref-type="bibr" rid="B29">Olesinski and Abbaschian (1984)</xref> brings up <inline-formula id="inf281">
<mml:math id="m308">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>, the resulting <inline-formula id="inf282">
<mml:math id="m309">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is compared to the liquidus of <inline-formula id="inf283">
<mml:math id="m310">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Si</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Ge</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from the experiment.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Ambient phase diagram of the Si&#x2013;Ge system: comparison of the liquidus curve produced by the theoretical model presented in this work to the experimental data points of <xref ref-type="bibr" rid="B29">Olesinski and Abbaschian (1984)</xref>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fnuen-03-1487828-g002.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Application to the uranium&#x2013;plutonium mixed oxide (MOX) system</title>
<p>We now apply <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Formula 15</xref> to the uranium&#x2013;plutonium mixed oxide (MOX) system. Note that generally the value of <inline-formula id="inf284">
<mml:math id="m311">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be determined from fitting <inline-formula id="inf285">
<mml:math id="m312">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the functional form <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref> to the experimental and/or theoretical data on the liquidus of a mixture. In the case of MOX, we determine the value of <inline-formula id="inf286">
<mml:math id="m313">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from fitting to the most recent and reliable experimental data (<xref ref-type="bibr" rid="B5">B&#xf6;hler et al., 2014</xref>). We consider <inline-formula id="inf287">
<mml:math id="m314">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as a host and <inline-formula id="inf288">
<mml:math id="m315">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as a dopant. The other parameter values required for the application of <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref> to MOX which we use for the determination of the values of <inline-formula id="inf289">
<mml:math id="m316">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are <inline-formula id="inf290">
<mml:math id="m317">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3147</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K, <inline-formula id="inf291">
<mml:math id="m318">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>92.9</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K/GPa (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Manara et al., 2010</xref>) and <inline-formula id="inf292">
<mml:math id="m319">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3046</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K, <inline-formula id="inf293">
<mml:math id="m320">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>92.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K/GPa (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Burakovsky et al., 2023</xref>). Taking into account the error bars of the experimental values of <inline-formula id="inf294">
<mml:math id="m321">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the fitting brings up the value of <inline-formula id="inf295">
<mml:math id="m322">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3.5</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>2.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which we use in <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref>. Then, in view of <xref ref-type="disp-formula" rid="e17">Equation 17</xref> <inline-formula id="inf296">
<mml:math id="m323">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.64</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the local extremum (in our case, minimum) of the liquidus of MOX occurs at <inline-formula id="inf297">
<mml:math id="m324">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.64</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This contrasts with our previous QMD studies which placed this minimum at <inline-formula id="inf298">
<mml:math id="m325">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, although the difference is less than 10%.</p>
<p>Comparison of the liquidus of MOX in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref> to both the experimental data of <xref ref-type="bibr" rid="B5">B&#xf6;hler et al. (2014)</xref> and the results of our own <italic>ab initio</italic> quantum molecular dynamics (QMD) simulations is shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. The solid blue line corresponds to the model liquidus with <inline-formula id="inf299">
<mml:math id="m326">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the upper and lower dashed blue lines to, respectively, <inline-formula id="inf300">
<mml:math id="m327">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf301">
<mml:math id="m328">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>5.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> which are the upper and lower limits of <inline-formula id="inf302">
<mml:math id="m329">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> clearly demonstrates, our model is in excellent agreement with the experiment, but there is some disagreement with the QMD data points for both <inline-formula id="inf303">
<mml:math id="m330">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and 0.9. We assume that the lower values of the two <inline-formula id="inf304">
<mml:math id="m331">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>s may be related to size effects in our QMD simulations. An example is the case of pure <inline-formula id="inf305">
<mml:math id="m332">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Burakovsky et al., 2024b</xref>), although the <inline-formula id="inf306">
<mml:math id="m333">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> values for both smaller and larger systems are consistent within error bars. To test this assumption, we carried out QMD simulations to obtain another data point at <inline-formula id="inf307">
<mml:math id="m334">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, this time using a 768-atom <inline-formula id="inf308">
<mml:math id="m335">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> supercell, which is much larger than the 324-atom <inline-formula id="inf309">
<mml:math id="m336">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> supercells used in our previous study.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Ambient phase diagram of stoichiometric MOX: comparison of the liquidus curve (blue lines) produced by the theoretical model presented in this work to both the experimental data points of <xref ref-type="bibr" rid="B5">B&#xf6;hler et al. (2014)</xref> and the theoretical melting points from QMD simulations of our previous (2023) and current studies.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fnuen-03-1487828-g003.tif"/>
</fig>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 QMD simulations of the ambient <inline-formula id="inf310">
<mml:math id="m337">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf311">
<mml:math id="m338">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</title>
<p>The computational details of our QMD simulations can be found in our previous work on this subject (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Burakovsky et al., 2023</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B8">Burakovsky et al., 2024b</xref>). The mixed <inline-formula id="inf312">
<mml:math id="m339">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-<inline-formula id="inf313">
<mml:math id="m340">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> system is modeled as a substitution alloy in which some U atoms (at randomly chosen lattice sites) are replaced by Pu atoms according to the corresponding <inline-formula id="inf314">
<mml:math id="m341">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> content. Specifically, for our simulations of a 768-atom <inline-formula id="inf315">
<mml:math id="m342">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> system, 576 U atoms chosen at random are replaced with 576 Pu atoms (alternatively, 192 Pu atoms of pure 768-atom <inline-formula id="inf316">
<mml:math id="m343">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> systems are replaced with 192 U atoms chosen at random).</p>
<p>Our melting simulations are carried out using the so-called Z method (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Burakovsky et al., 2015</xref>). In these simulations, the <inline-formula id="inf317">
<mml:math id="m344">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> supercell is subject to a set of initial temperatures <inline-formula id="inf318">
<mml:math id="m345">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> separated by an increment of 250&#xa0;K and run with QMD in the <inline-formula id="inf319">
<mml:math id="m346">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> ensemble, for a total of 5,000&#x2013;6,000 time steps of 2.5 fs each&#x2014;up to a total of 15&#xa0;ps of running time&#x2014;to determine <inline-formula id="inf320">
<mml:math id="m347">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at the corresponding melting pressure <inline-formula id="inf321">
<mml:math id="m348">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As the system equilibrates upon the completion of the melting process, the values of <inline-formula id="inf322">
<mml:math id="m349">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf323">
<mml:math id="m350">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are determined from the corresponding running averages (shown as solid lines in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figures 4</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F5">5</xref>). In this case, <inline-formula id="inf324">
<mml:math id="m351">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> corresponds to the unit cell of <inline-formula id="inf325">
<mml:math id="m352">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5.58</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#xc5; or <inline-formula id="inf326">
<mml:math id="m353">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10.50</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> g/<inline-formula id="inf327">
<mml:math id="m354">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Time evolution of temperature in the Fm<inline-formula id="inf328">
<mml:math id="m355">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>m-<inline-formula id="inf329">
<mml:math id="m356">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> melting run at <inline-formula id="inf330">
<mml:math id="m357">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> g/<inline-formula id="inf331">
<mml:math id="m358">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; initial temperature is 8500&#xa0;K.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fnuen-03-1487828-g004.tif"/>
</fig>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Same as in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref> for the time evolution of pressure (in kbar; 10&#xa0;kbar &#x3d; 1&#xa0;GPa).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fnuen-03-1487828-g005.tif"/>
</fig>
<p>As seen in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figures 4</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F5">5</xref>, since the beginning of the run, after <inline-formula id="inf332">
<mml:math id="m359">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>600</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> time steps (1.5&#xa0;ps), <inline-formula id="inf333">
<mml:math id="m360">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> decreases and <inline-formula id="inf334">
<mml:math id="m361">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increases (since in the <inline-formula id="inf335">
<mml:math id="m362">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> ensemble the total energy <inline-formula id="inf336">
<mml:math id="m363">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is conserved). This is a signature of a superionic transition. Due to a 15-fold difference in the atomic masses of U/Pu and O, the O sublattice becomes less stable than for U/Pu, and when sufficiently high <inline-formula id="inf337">
<mml:math id="m364">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> it disorders first, such that the anions (<inline-formula id="inf338">
<mml:math id="m365">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) start flowing through the ordered structure of the cations (<inline-formula id="inf339">
<mml:math id="m366">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>/<inline-formula id="inf340">
<mml:math id="m367">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). Such a (superionic) phase transition accompanied by a rapid increase in ionic conductivity has been observed in many diatomic systems. It was observed in both pure <inline-formula id="inf341">
<mml:math id="m368">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Dworkin and Bredig, 1968</xref>) and <inline-formula id="inf342">
<mml:math id="m369">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Chroneos et al., 2015</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B20">G&#xfc;nay et al., 2016</xref>). <xref ref-type="fig" rid="F4">Figures 4</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F5">5</xref> demonstrate its occurrence in <inline-formula id="inf343">
<mml:math id="m370">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Thus, the first drop in <inline-formula id="inf344">
<mml:math id="m371">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (increase in <inline-formula id="inf345">
<mml:math id="m372">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) corresponds to the activation of the O flow. This process takes <inline-formula id="inf346">
<mml:math id="m373">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>1000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> time steps (<inline-formula id="inf347">
<mml:math id="m374">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>2.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> ps). The system of quasi-static cations and mobile anions then equilibrates, and the second drop in <inline-formula id="inf348">
<mml:math id="m375">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (increase in <inline-formula id="inf349">
<mml:math id="m376">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) occurs after a total of <inline-formula id="inf350">
<mml:math id="m377">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>1400</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> time steps (<inline-formula id="inf351">
<mml:math id="m378">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>3.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> ps). This second drop in <inline-formula id="inf352">
<mml:math id="m379">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is associated with the disordering of the U/Pu sublattice&#x2014;a true melting transition&#x2014;and the corresponding <inline-formula id="inf353">
<mml:math id="m380">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> point lies on the system&#x2019;s liquidus. The melting process takes <inline-formula id="inf354">
<mml:math id="m381">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>600</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> time steps (1.5&#xa0;ps). The emerging liquid equilibrates at <inline-formula id="inf355">
<mml:math id="m382">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mn>2900</mml:mn>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mi mathvariant="normal">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is the liquidus point of <inline-formula id="inf356">
<mml:math id="m383">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Hence, our <italic>ab initio</italic> ambient melting point of <inline-formula id="inf357">
<mml:math id="m384">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> appears to be <inline-formula id="inf358">
<mml:math id="m385">
<mml:mrow>
<mml:mn>2900</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>135</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K. Uncertainty of the value of <inline-formula id="inf359">
<mml:math id="m386">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> intrinsic to the Z method is 125&#xa0;K, half of the increment of <inline-formula id="inf360">
<mml:math id="m387">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Burakovsky et al., 2015</xref>), which turns out to constitute <inline-formula id="inf361">
<mml:math id="m388">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>% of <inline-formula id="inf362">
<mml:math id="m389">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Uncertainty of the value of <inline-formula id="inf363">
<mml:math id="m390">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in our simulations is <inline-formula id="inf364">
<mml:math id="m391">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> GPa. Assuming that the initial slope of the melting curve (<inline-formula id="inf365">
<mml:math id="m392">
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf366">
<mml:math id="m393">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3d; 0) is <inline-formula id="inf367">
<mml:math id="m394">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>90</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K/GPa, as predicted by the model (<xref ref-type="disp-formula" rid="e16">Equation 16</xref>), a <inline-formula id="inf368">
<mml:math id="m395">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> uncertainty of 0.5&#xa0;GPa translates into a <inline-formula id="inf369">
<mml:math id="m396">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> uncertainty of <inline-formula id="inf370">
<mml:math id="m397">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mn>45</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K. Therefore, the combined uncertainty of <inline-formula id="inf371">
<mml:math id="m398">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in our QMD simulations is <inline-formula id="inf372">
<mml:math id="m399">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>135</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K, which is within 5% of <inline-formula id="inf373">
<mml:math id="m400">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Thus, our results on the ambient <inline-formula id="inf374">
<mml:math id="m401">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf375">
<mml:math id="m402">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are expected to be quite accurate overall.</p>
<p>Our value of <inline-formula id="inf376">
<mml:math id="m403">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2900</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K for <inline-formula id="inf377">
<mml:math id="m404">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>U</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Pu</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is <inline-formula id="inf378">
<mml:math id="m405">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K above the value of <inline-formula id="inf379">
<mml:math id="m406">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>2700</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K suggested by our previous QMD simulations of smaller systems (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Burakovsky et al., 2023</xref>). Hence in our simulations, some size effects are indeed present and should therefore be taken into account. Assuming that the results on smaller supercells at <inline-formula id="inf380">
<mml:math id="m407">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and 0.9 should be corrected by adding <inline-formula id="inf381">
<mml:math id="m408">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>200</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K to the corresponding values of <inline-formula id="inf382">
<mml:math id="m409">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>s, the two corrected values would be fully consistent with the theoretical liquidus curve.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Discussion of the results</title>
<p>As <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> clearly shows, the distinct minimum of <inline-formula id="inf383">
<mml:math id="m410">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is at <inline-formula id="inf384">
<mml:math id="m411">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.64</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as predicted by the model. We note that a very recent study of the MOX phase diagram using the Calphad methodology (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Fouquet-M&#xe9;tivier et al., 2023</xref>) suggests the phase diagram of MOX (<xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> of <xref ref-type="bibr" rid="B16">Fouquet-M&#xe9;tivier et al., 2023</xref>) is very similar to our <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>, for which the liquidus line <inline-formula id="inf385">
<mml:math id="m412">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> has a distinct minimum at <inline-formula id="inf386">
<mml:math id="m413">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.64</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and which is in good agreement with the experimental results by <xref ref-type="bibr" rid="B5">B&#xf6;hler et al. (2014)</xref> rather than those of <xref ref-type="bibr" rid="B23">Kato et al. (2008a)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B26">Lyon and Baily (1967)</xref> &#x2014;just as the model liquidus curve on our MOX phase diagram is. Their value of <inline-formula id="inf387">
<mml:math id="m414">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>2975</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K at <inline-formula id="inf388">
<mml:math id="m415">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is consistent with our value of <inline-formula id="inf389">
<mml:math id="m416">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2993</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>49</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf390">
<mml:math id="m417">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.64</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (as predicted by <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equations 15</xref> or <xref ref-type="disp-formula" rid="e19">19</xref> with <inline-formula id="inf391">
<mml:math id="m418">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3.5</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>2.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). One additional source of uncertainty of experimental measurements may be the variation of the O/M ratio during the melting of MOX in the atmosphere, which may contribute as much as <inline-formula id="inf392">
<mml:math id="m419">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K to the error in the experimental <inline-formula id="inf393">
<mml:math id="m420">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B32">Strach et al., 2016</xref>). Below, we discuss this point in more detail. Hence, the point we made previously (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Burakovsky et al., 2023</xref>) that the two values of <inline-formula id="inf394">
<mml:math id="m421">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for MOX at <inline-formula id="inf395">
<mml:math id="m422">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2014;that of <xref ref-type="bibr" rid="B16">Fouquet-M&#xe9;tivier et al. (2023)</xref> and <inline-formula id="inf396">
<mml:math id="m423">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2670</mml:mn>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>135</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K from our previous QMD studies which is <inline-formula id="inf397">
<mml:math id="m424">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>300</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K below&#x2014;cannot be reconciled within the uncertainties of our method itself, is now resolved; the reason for this disagreement being size effects in our QMD simulations is clarified in our present study.</p>
<p>In <xref ref-type="bibr" rid="B5">B&#xf6;hler et al. (2014)</xref>, which was chosen for the construction of our theoretical model, the analysis of the experimental data on the melting of MOX revealed first that the congruent melting for the mixed oxides is shifted toward low O/M ratios compared to the end-members (<inline-formula id="inf398">
<mml:math id="m425">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1.97</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf399">
<mml:math id="m426">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1.95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). Second, the samples are highly oxidized in air whereas they are close to stoichiometry (O/M &#x3d; 2.00) in the inert atmosphere of argon. This high oxidation results in hyperstoichiometry and may in principle lead to the formation of higher oxides such as <inline-formula id="inf400">
<mml:math id="m427">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>M</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>O</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and/or <inline-formula id="inf401">
<mml:math id="m428">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>MO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Both higher and lower O/M ratios may influence the values of <inline-formula id="inf402">
<mml:math id="m429">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> which are used for both the determination of the value of <inline-formula id="inf403">
<mml:math id="m430">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and comparison to our theoretical results. While the literature generally agrees on the increase of <inline-formula id="inf404">
<mml:math id="m431">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for hyperstoichiometric MOX (e.g. <xref ref-type="bibr" rid="B32">Strach et al., 2016</xref>), some ambiguity persists regarding hypostoichiometric MOX. According to most studies, <inline-formula id="inf405">
<mml:math id="m432">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> should decrease with decreasing O/M (e.g. <xref ref-type="bibr" rid="B23">Kato et al., 2008a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Kato et al., 2008b</xref>), just as it does with increasing O/M. However, several recent studies, both experimental (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Morimoto et al., 2005</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B22">Kato et al., 2011</xref>) and theoretical using Calphad calculations (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Gu&#xe9;neau et al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B17">Fouquet-M&#xe9;tivier et al., 2020</xref>), have shown exactly the opposite. For example, <xref ref-type="bibr" rid="B28">Morimoto et al. (2005)</xref> focused on the dependence of <inline-formula id="inf406">
<mml:math id="m433">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of MOX with 30% Pu, 2% Am, and 2% Np on the deviation from stoichiometry, which indicates an unexpected decrease of <inline-formula id="inf407">
<mml:math id="m434">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> toward O/M &#x3d; 2. They concluded that the melting points of the pellets with O/M &#x3d; 1.95 is higher than those with O/M &#x3d; 1.98. Additionally, Calphad calculations reported in <xref ref-type="bibr" rid="B19">Gu&#xe9;neau et al. (2019)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B17">Fouquet-M&#xe9;tivier et al. (2020)</xref> show a maximum <inline-formula id="inf408">
<mml:math id="m435">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> around O/M &#x3d; 1.98 rather than 2.00. These considerations must, however, consider the uncertainty on the fuel O/M ratio upon measurement due to the oxidation of the samples during the successive laser shots of the experimental procedure described in <xref ref-type="bibr" rid="B17">Fouquet-M&#xe9;tivier et al. (2020)</xref>, which is around 2%, or 60&#xa0;K, comparable to the <inline-formula id="inf409">
<mml:math id="m436">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> uncertainty band of the experimental <inline-formula id="inf410">
<mml:math id="m437">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <xref ref-type="bibr" rid="B5">B&#xf6;hler et al. (2014)</xref>. Because, as mentioned above, the uncertainty of <inline-formula id="inf411">
<mml:math id="m438">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> associated with the combined effect of (i) deviation from stoichiometry, (ii) oxidation in air, and (iii) sample&#x2013;crucible cross-contamination should be expected to be within <inline-formula id="inf412">
<mml:math id="m439">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K, the overall uncertainty of the most recent and accurate experiments on the melting of MOX is likely within <inline-formula id="inf413">
<mml:math id="m440">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>150</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K, which is essentially of the same magnitude as that of the Z method itself used for the QMD simulations of <inline-formula id="inf414">
<mml:math id="m441">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. To summarize, the experimental data of <xref ref-type="bibr" rid="B5">B&#xf6;hler et al. (2014)</xref> used to construct our theoretical model seem quite accurate overall; therefore, the model parameters, <inline-formula id="inf415">
<mml:math id="m442">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in particular, are reliable as well.</p>
</sec>
<sec id="s6">
<title>6 Concluding remarks</title>
<p>Our study presented a theoretical model for the melting curve (liquidus) of a mixture and applied it to the uranium&#x2013;plutonium mixed oxide (MOX) system being considered a mixture of pure <inline-formula id="inf416">
<mml:math id="m443">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>UO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf417">
<mml:math id="m444">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>PuO</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The model is based on the two assumptions that (i) the mixture is ideal&#x2014;that is, the additivity of the volumes of the constituents <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equations 4</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">6</xref> is realized&#x2014;and (ii) the thermal EOS of each of the constituents as well as that of the mixture is given by <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Equation 2</xref> in which <inline-formula id="inf418">
<mml:math id="m445">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf419">
<mml:math id="m446">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf420">
<mml:math id="m447">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are all assumed to be constant. Their values are related by <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">Equation 13</xref> in which <inline-formula id="inf421">
<mml:math id="m448">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the only free parameter that must be determined independently. We here discussed the way this is determined in practice. In addition to the melting curves of pure constituents (which are assumed to be available), no other experimental information is required as the model&#x2019;s input. As regards the value of <inline-formula id="inf422">
<mml:math id="m449">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the example of MOX considered in our work clearly demonstrates that the variation of <inline-formula id="inf423">
<mml:math id="m450">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by as much as <inline-formula id="inf424">
<mml:math id="m451">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>60</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>% causes a shift of the model liquidus within <inline-formula id="inf425">
<mml:math id="m452">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K, or <inline-formula id="inf426">
<mml:math id="m453">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>%. In the case of <inline-formula id="inf427">
<mml:math id="m454">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Si</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Ge</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, a variation of <inline-formula id="inf428">
<mml:math id="m455">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of 60% would cause a shift of the model liquidus within <inline-formula id="inf429">
<mml:math id="m456">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>150</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> K, or <inline-formula id="inf430">
<mml:math id="m457">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>%. Thus, the exact knowledge of the value of <inline-formula id="inf431">
<mml:math id="m458">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> may not really be necessary for the model to produce the liquidus of a mixture in good agreement with the experiment.</p>
<p>The examples of the application of the model to real mixtures, Si&#x2013;Ge and MOX, considered in our work clearly demonstrate that, although the model is not based on rigorous thermodynamic arguments, it is reliable and relatively easy to apply in practice, in contrast to more complicated and more time-consuming Calphad calculations.</p>
<p>Comparison of the MOX liquidus given by this model to experimental and QMD results is shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3,</xref> which demonstrates very good agreement between the model and both experiment and theory. <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> represents the current knowledge of the ambient phase diagram of stoichiometric MOX; this knowledge may be advanced further in subsequent studies on the subject.</p>
<p>Finally, we note that the present model can be further improved by taking into account the realistic scenario of the presence of a defect of the volume additivity, <inline-formula id="inf432">
<mml:math id="m459">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>def</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> because of effective interactions between the constituents (<xref ref-type="sec" rid="s2-1">Section 2.1</xref>) as well as a possible dependence of <inline-formula id="inf433">
<mml:math id="m460">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on <inline-formula id="inf434">
<mml:math id="m461">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As we have seen, taking <inline-formula id="inf435">
<mml:math id="m462">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref> to be a constant results in a liquidus of a mixture in good (or even excellent, in the case of <inline-formula id="inf436">
<mml:math id="m463">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Si</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Ge</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) agreement with experiments; thus, the present model should be expected to predict reliable liquidi of different two-component mixtures. However, introducing a <inline-formula id="inf437">
<mml:math id="m464">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-dependence of <inline-formula id="inf438">
<mml:math id="m465">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> may help in addressing more exotic mixing cases, such as those in which eutectics are present. Of course, the generalization of the present model to mixtures of larger number of constituents (perhaps even an arbitrary number of them) will be undertaken in our subsequent research.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s7">
<title>Data availability statement</title>
<p>The raw data supporting the conclusions of this article will be made available by the authors, without undue reservation.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s8">
<title>Author contributions</title>
<p>LB: conceptualization, investigation, methodology, writing&#x2013;original draft, and writing&#x2013;review and editing. DP: conceptualization, investigation, methodology, supervision, and writing&#x2013;review and editing. AG: funding acquisition, project administration, resources, supervision, and writing&#x2013;review and editing.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s9">
<title>Funding</title>
<p>The author(s) declare that financial support was received for the research, authorship, and/or publication of this article. This research was carried out under the auspices of the US DOE/NNSA.</p>
</sec>
<ack>
<p>The work was done under the auspices of the US DOE/NNSA. The QMD simulations have been performed on the LANL cluster Chicoma as part of the Institutional Computing project <inline-formula id="inf439">
<mml:math id="m466">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>w</mml:mtext>
<mml:mn>24</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>phadiagractox.</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="s10">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s11">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Allen</surname>
<given-names>G. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Holmes</surname>
<given-names>N. R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>A mechanism for the UO<sub>2</sub> to &#x3b1;-U<sub>3</sub>O<sub>8</sub> phase transformation</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>223</volume>, <fpage>231</fpage>&#x2013;<lpage>237</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0022-3115(95)00025-9</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Baty</surname>
<given-names>S. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Burakovsky</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Errandonea</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021a</year>). <article-title>
<italic>Ab initio</italic> phase diagram of copper</article-title>. <source>Crystals</source> <volume>11</volume>, <fpage>537</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/cryst11050537</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Baty</surname>
<given-names>S. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Burakovsky</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Errandonea</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021b</year>). <article-title>
<italic>Ab initio</italic> phase diagram of silver</article-title>. <source>J. Phys. Condens. Matter</source> <volume>33</volume>, <fpage>485901</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1361-648x/ac23fb</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Baty</surname>
<given-names>S. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Burakovsky</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luscher</surname>
<given-names>D. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Anzellini</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Errandonea</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024</year>). <article-title>Palladium at high pressure and high temperature: a combined experimental and theoretical study</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>135</volume>, <fpage>075103</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0179469</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>B&#xf6;hler</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Welland</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Prieur</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cakir</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vitova</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pruessmann</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Recent advances in the study of the UO<sub>2</sub>&#x2013;PuO<sub>2</sub> phase diagram at high temperatures</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>448</volume>, <fpage>330</fpage>&#x2013;<lpage>339</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnucmat.2014.02.029</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Burakovsky</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Burakovsky</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Preston</surname>
<given-names>D. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>
<italic>Ab initio</italic> melting curve of osmium</article-title>. <source>Phys. Rev. B</source> <volume>92</volume>, <fpage>174105</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.92.174105</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Burakovsky</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ramsey</surname>
<given-names>S. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Baty</surname>
<given-names>R. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Ambient melting behavior of stoichiometric uranium-plutonium mixed oxide fuel</article-title>. <source>Appl. Sci.</source> <volume>13</volume>, <fpage>6303</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/app13106303</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Burakovsky</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ramsey</surname>
<given-names>S. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Baty</surname>
<given-names>R. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024b</year>). <article-title>Ambient melting behavior of stoichiometric uranium oxides</article-title>. <source>Front. Nucl. Eng.</source> <volume>2</volume>, <fpage>1215418</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fnuen.2023.1215418</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Burakovsky</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rehn</surname>
<given-names>D. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Anzellini</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Errandonea</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024a</year>). <article-title>
<italic>Ab initio</italic> melting curve of body-centered cubic bismuth</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>135</volume>, <fpage>245104</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0213734</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Carbajo</surname>
<given-names>J. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yoder</surname>
<given-names>G. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Popov</surname>
<given-names>S. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ivanov</surname>
<given-names>V. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2001</year>). <article-title>A review of the thermophysical properties of MOX and UO<sub>2</sub> fuels</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>299</volume>, <fpage>181</fpage>&#x2013;<lpage>198</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0022-3115(01)00692-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chroneos</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fitzpatrick</surname>
<given-names>M. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsoukalas</surname>
<given-names>L. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Describing oxygen self-diffusion in PuO<sub>2</sub> by connecting point defect parameters with bulk properties</article-title>. <source>J. Mater. Sci. Mater. Electron.</source> <volume>26</volume>, <fpage>3287</fpage>&#x2013;<lpage>3290</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10854-015-2829-2</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deb</surname>
<given-names>S. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wilding</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Somayazulu</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McMillan</surname>
<given-names>P. F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2001</year>). <article-title>Pressure-induced amorphization and an amorphous-amorphous transition in densified porous silicon</article-title>. <source>Nature</source> <volume>414</volume>, <fpage>528</fpage>&#x2013;<lpage>530</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/35107036</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>De Bruyckner</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Boboridis</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Manara</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>P&#xf6;ml</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rini</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Konings</surname>
<given-names>R. J. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Reassessing the melting temperature of PuO<sub>2</sub>
</article-title>. <source>Mater. Today</source> <volume>13</volume>, <fpage>52</fpage>&#x2013;<lpage>55</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s1369-7021(10)70204-2</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Duvall</surname>
<given-names>G. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Taylor</surname>
<given-names>S. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1971</year>). <article-title>Shock parameters in a two component mixture</article-title>. <source>J. Compos. Mater.</source> <volume>5</volume>, <fpage>130</fpage>&#x2013;<lpage>139</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/002199837100500201</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dworkin</surname>
<given-names>A. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bredig</surname>
<given-names>M. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1968</year>). <article-title>Diffuse transition and melting in fluorite and antifluorite type of compounds. Heat content of potassium sulfide from 298 to 1260.degree.K</article-title>. <source>K. J. Phys. Chem.</source> <volume>72</volume>, <fpage>1277</fpage>&#x2013;<lpage>1281</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/j100850a035</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Fouquet-M&#xe9;tivier</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Martin</surname>
<given-names>P. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Manara</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dardenne</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rothe</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fossati</surname>
<given-names>P. C. M.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Investigation of the solid/liquid phase transitions in the U&#x2013;Pu&#x2013;O system</article-title>. <source>Calphad</source> <volume>80</volume>, <fpage>102523</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.calphad.2022.102523</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Fouquet-M&#xe9;tivier</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Medyk</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vauchy</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Martin</surname>
<given-names>P. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vlahovic</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Robba</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2020</year>). &#x201c;<article-title>Melting behaviour of (U,Pu)O<sub>2</sub> SFRs fuels: influence of Pu and Am contents and oxygen stoichiometry</article-title>,&#x201d; in <conf-name>NuMat 2020, The Nuclear Material Conference</conf-name>, <conf-date>26&#x2013;30 October, 2020</conf-date>.</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gu&#xe9;neau</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chatillon</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sundman</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Thermodynamic modelling of the plutonium-oxygen system</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>378</volume>, <fpage>257</fpage>&#x2013;<lpage>272</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnucmat.2008.06.013</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gu&#xe9;neau</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fouquet-M&#xe9;tivier</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Martin</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vauchy</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Freyss</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Talla Noutack</surname>
<given-names>M. S.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Thermodynamic modelling of the (U-Pu-Am-O) system</article-title>. <source>INSPYRE Deliv. D1.</source> <volume>1</volume>.</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>G&#xfc;nay</surname>
<given-names>S. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Akgen&#xe7;</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ta&#x15f;seven</surname>
<given-names>&#xc7;.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Modeling superionic behavior of plutonium dioxide</article-title>. <source>Mater. Process.</source> <volume>35</volume>, <fpage>999</fpage>&#x2013;<lpage>1004</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1515/htmp-2015-0133</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jayaraman</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Klement Jr.</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kennedy</surname>
<given-names>G. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1963</year>). <article-title>Melting and polymorphism at high pressures in some group IV Elements and III-V Compounds with the diamond/zincblende structure</article-title>. <source>Phys. Rev.</source> <volume>130</volume>, <fpage>540</fpage>&#x2013;<lpage>547</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrev.130.540</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kato</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Maeda</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ozawa</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kashimura</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kihara</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Physical properties and irradiation behavior analysis of Np- and Am-Bearing MOX Fuels</article-title>. <source>J. Nucl. Sci. Technol.</source> <volume>48</volume>, <fpage>646</fpage>&#x2013;<lpage>653</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3327/jnst.48.646</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kato</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Morimoto</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sugata</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Konashi</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kashimura</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abe</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008a</year>). <article-title>Solidus and liquidus of plutonium and uranium mixed oxide</article-title>. <source>J. Alloys Comp.</source> <volume>452</volume>, <fpage>48</fpage>&#x2013;<lpage>53</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jallcom.2007.01.183</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kato</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Morimoto</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sugata</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Konashi</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kashimura</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abe</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008b</year>). <article-title>Solidus and liquidus temperatures in the UO<sub>2</sub>&#x2013;PuO<sub>2</sub> system</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>373</volume>, <fpage>237</fpage>&#x2013;<lpage>245</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnucmat.2007.06.002</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kubo</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Runge</surname>
<given-names>C. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Uchida</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kiefer</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nishiyama</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Melting curve of silicon to 15 GPa determined by two-dimensional angle-dispersive diffraction using a Kawai-type apparatus with x-ray transparent sintered diamond anvils</article-title>. <source>J. Phys. Chem. Sol.</source> <volume>69</volume>, <fpage>2255</fpage>&#x2013;<lpage>2260</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jpcs.2008.04.025</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lyon</surname>
<given-names>W. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Baily</surname>
<given-names>W. E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1967</year>). <article-title>The solid-liquid phase diagram for the UO<sub>2</sub>&#x2013;PuO<sub>2</sub> system</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>22</volume>, <fpage>332</fpage>&#x2013;<lpage>339</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0022-3115(67)90051-7</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Manara</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ronchi</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sheindlin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lewis</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Brykin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Melting of stoichiometric and hyperstoichiometric uranium dioxide</article-title>. <source>J. Nucl. Mater.</source> <volume>342</volume>, <fpage>148</fpage>&#x2013;<lpage>163</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnucmat.2005.04.002</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Morimoto</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kato</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Uno</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hanari</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tamura</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sugata</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2005</year>). <article-title>Preparation and characterization of (Pu, U, Np, Am, simulated FP) O2&#x2212;<italic>x</italic>
</article-title>. <source>J. Phys. Chem. Sol.</source> <volume>66</volume>, <fpage>634</fpage>&#x2013;<lpage>638</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jpcs.2004.06.071</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Olesinski</surname>
<given-names>R. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abbaschian</surname>
<given-names>G. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1984</year>). <article-title>The Ge-Si (germanium-silicon) system</article-title>. <source>Bull. Alloy Phase Diagr.</source> <volume>5</volume>, <fpage>180</fpage>&#x2013;<lpage>183</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf02868957</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pasternak</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Aquilanti</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pascarelli</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Poloni</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Canny</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Coulet</surname>
<given-names>M. V.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>A diamond anvil cell with resistive heating for high pressure and high temperature x-ray diffraction and absorption studies</article-title>. <source>Rev. Sci. Instrum.</source> <volume>79</volume>, <fpage>085103</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.2968199</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="web">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shellenberger</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Had they bet on nuclear, not renewables, Germany and California would already have 100% clean power</article-title>. <comment>Available at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.forbes.com/sites/michaelshellenberger/2018/09/11/had-they-bet-on-nuclear-not-renewables-germany-california-would-already-have-100-clean-power/#e9a4e94e0d44">https://www.forbes.com/sites/michaelshellenberger/2018/09/11/had-they-bet-on-nuclear-not-renewables-germany-california-would-already-have-100-clean-power/&#x23;e9a4e94e0d44</ext-link> (Accessed September 11, 2018)</comment>.</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Strach</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Manara</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Belin</surname>
<given-names>R. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rogez</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Melting behavior of mixed U&#x2013;Pu oxides under oxidizing conditions</article-title>. <source>Phys. Res. B</source> <volume>374</volume>, <fpage>125</fpage>&#x2013;<lpage>128</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.nimb.2016.01.032</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wan</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Du</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>The MD simulation of thermal properties of plutonium dioxide</article-title>. <source>Phys. B</source> <volume>407</volume>, <fpage>4595</fpage>&#x2013;<lpage>4599</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physb.2012.08.010</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>C. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Temperature-pressure phase diagram of germanium determined by Clapeyron equation</article-title>. <source>Scr. Mater.</source> <volume>51</volume>, <fpage>1081</fpage>&#x2013;<lpage>1085</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.scriptamat.2004.08.001</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>C. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>J. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Temperature-pressure phase diagram of silicon determined by Clapeyron equation</article-title>. <source>Solid State Comm.</source> <volume>129</volume>, <fpage>437</fpage>&#x2013;<lpage>441</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ssc.2003.11.020</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zen</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1956</year>). <article-title>Validity of &#x201c;vegard&#x2019;s law&#x201d;</article-title>. <source>J. Mineral. Soc. Am.</source> <volume>41</volume>, <fpage>523</fpage>&#x2013;<lpage>524</lpage>.</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>