A hibás rendezetlenség modelljét az egyensúlyi off-stoichiometria és annak térbeli változásainak meghatározására fejlesztették ki az UO2 kristályokban. A modell megadja az atomhibák és az elektronhordozók koncentrációját az oxigén parciális nyomásának és a hőmérsékletnek a függvényében az ömlesztett állapotban és az oxigén környezetnek kitett kristályfelületek közelében. A közzétett sűrűségfunkcionál-elméleti számításokból származó energetikai paramétereket integráltuk a hibás rendezetlenségi modellbe a hibasűrűség és az off-stoichiometria pontos meghatározása érdekében. Az ionoszorpciós elméletet használtuk az oxigénkörnyezet és a kristályban lévő hibaállapot összekapcsolására, miközben megoldottuk a hibás rendezetlenséget a kristályfelületek közelében. A közhiedelemmel ellentétben, miszerint az UO2 hiper-sztöchiometriájában az oxigén interstitiumok dominálnak, a jelenlegi modell azt jósolja, hogy ezt a rezsimben inkább az urán üres helyek dominálnak. A modell előrejelzései azt is mutatják, hogy felületek jelenlétében a ponthiba-koncentrációk nagyságrendekkel változnak a felszín alatti régióban az ömlesztett régióhoz képest.