レーザ加熱によるモリブデン層の溶融・蒸発挙動解析

Numerical analysis of melting and evaporation behavior of molybdenum layer irradiated with a laser beam

功刀 資彰; 江里 幸一郎*

Kunugi, Tomoaki; not registered

核融合炉のプラズマ対向材料の候補材の一つであるモリブデンを対象として、レーザーによる強加熱時の急激な相変化における界面付近での原子挙動を分子動力学法を用いて解析した。レーザー照射については、レーザーを質量のないエネルギー束という概念でモデル化し、このエネルギー束が原子表面で散乱、吸収されることによってレーザーとモリブデン原子との相互作用を考慮した。なお、このエネルギー束の挙動はモンテカルロ法によって追跡した。さらに、気液相と固相の区別が可能な平均界面モデルを提案して、強加熱時の材料損耗過程を検討するとともに、蒸発によって生じる蒸気雲によるレーザー遮へい効果も検討した。また、強い非平衡性を有する本系の気液相/固体相界面領域における原子速度分布がマクスウェル分布に従うことを見出した。

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