Model Defect disorder został opracowany w celu określenia równowagowej off-stoichiometrii i jej przestrzennych zmian w kryształach UO2. Model podaje stężenia defektów atomowych i nośników elektronicznych jako funkcje ciśnienia parcjalnego tlenu i temperatury w objętości i w pobliżu powierzchni kryształów poddanych działaniu środowiska tlenowego. Parametry energetyczne z opublikowanych obliczeń funkcjonalnej teorii gęstości zostały zintegrowane z modelem zaburzeń defektowych w celu dokładnego określenia gęstości defektów i niestechiometrii. Teoria jonosorpcji została wykorzystana do sprzężenia środowiska tlenowego ze stanem defektów w krysztale, jako że rozwiązaliśmy problem zaburzeń defektowych w pobliżu powierzchni kryształu. W przeciwieństwie do powszechnego przekonania, że hiper-stoichiometria UO2 jest zdominowana przez interstytiale tlenowe, obecny model przewiduje, że ten reżim jest raczej zdominowany przez wakanse uranowe. Przewidywania modelu pokazują również, że w obecności powierzchni, koncentracje defektów punktowych różnią się o rzędy wielkości w obszarze podpowierzchniowym w stosunku do obszaru objętościowego.