クラスターダイナミクスによる照射下での微細組織発達予測

Microstractural evolution under irradiation predicted by cluster dynamics

阿部 陽介; 實川 資朗

Abe, Yosuke; Jitsukawa, Shiro

自己格子間原子型(SIA)クラスターの運動や不純物などによるトラップ効果を考慮したクラスターダイナミクスにより、鉄中における照射下での微細組織発展を調べた。その結果、すべてのサイズのSIAクラスターの運動を考慮しない場合にはSIAクラスターの数密度が実験データよりも高くなるのに対して、完全結晶中での分子動力学法(MD)から求められた易動度のみを考慮した場合にはSIAクラスターのシンクへの消滅が支配的となり数密度が低くなることがわかった。SIAクラスターの運動と不純物によるトラップ効果を適切に考慮した、より現実に即したモデルを構築することにより、実験データとよく一致する結果を得ることができることが示された。

Using the cluster dynamics (CD) simulation, the effects of the mobility of large SIA loops on the development of the microstructure are examined under cascade irradiation condition. The obtained SIA and vacancy clusters as well as the cluster size distributions depending on the damage level are compared with results by experiments in -iron. It was shown that for mobile clusters up to three, the saturation versus dose is clearly not reproduced for both SIA and vacancy cluster densities because defect clusters are continuously produced by cascade damage but large SIA clusters do not migrate and annihilated at sinks. Therefore, taking the mobility of SIA clusters of all sizes into account in CD simulation is necessary to successfully reproduce the saturation trend of SIA cluster density as a function of irradiation dose.