铀和二氧化铀都是核科学与核工程中的重要材料,且具有复杂的电子行为,在生产和科研方面都为人们所重视。因此,长期以来,人们对它们的物理性质进行了大量研究。而在这其中,我们尤为关注状态方程和弹性模量这两部分的研究,前者描述了材料各个物理量之间的基本关系,后者则是固体材料在实际应用中的重要性质之一。多年以来,人们利用不同的实验方式测量了铀和二氧化铀的状态方程和弹性模量;但由于铀及其化合物的特殊性质所限,实验数据,特别是高温高压下弹性模量的数据显得较为缺乏。另一方面,上世纪90年代以来,基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法得到了迅速发展,采用这一方法对材料性质进行预测或验证也成为了研究的热点方向。本文以第一性原理计算方法为手段,使用DFT(+U)方法和Debye模型分别定量模拟了铀和二氧化铀的零温与高至1000 K的有限温状态方程,并自主开发了弹性模量的计算程序,以状态方程为基础计算了高温及高压下的弹性模量,弥补了相关实验的不足。