Numerical simulation of irradiation-induced grain-boundary phosphorous segregation in reactor pressure vessel steels using rate theory model with first-principles calculations

原子炉圧力容器鋼における照射誘起粒界リン偏析の第一原理計算を用いた反応速度論による数値シミュレーション

海老原 健一   ; 山口 正剛   ; 西山 裕孝 ; 鬼沢 邦雄 ; 松澤 寛*

Ebihara, Kenichi; Yamaguchi, Masatake; Nishiyama, Yutaka; Onizawa, Kunio; Matsuzawa, Hiroshi*

第一原理計算によって得たパラメータをBCC格子用に開発した反応速度論モデルに組み込み、そのモデルによりBCC鉄中の照射誘起リン偏析をシミュレーションした。さらに、そのシミュレーションから評価した粒界リン濃度の照射量,照射速度,照射温度への依存性を既存の結果と比較し考察した。結果として、今回のシミュレーション条件の範囲において、照射速度は粒界リン濃度にほとんど影響しないこと、また照射温度依存性が、既存の計算結果と大きく異なることがわかった。

We incorporate the parameters obtained from first-principles calculations into the rate theory model which was developed for bcc lattice, and apply it to the simulation of irradiation-induced phosphorous segregation in bcc iron. We evaluate the grain boundary phosphorous coverage and discuss its dependence on dose-rate and irradiation temperature by comparing our results with previously reported results and experimental data. As results, we find that dose-rate does not affect the grain boundary phosphorous coverage within the range of our simulation condition and that the dependence on irradiation temperature differs remarkably from the previous results.