Annealing simulation of cascade damage in -Fe; Damage energy and temperature dependence analyses

アルファ鉄におけるカスケード損傷のアニーリングシミュレーション; 損傷エネルギー及び温度依存性解析

鈴土 知明   ; Golubov, S. I.*; Stoller, R. E.*; 山口 正剛   ; 都留 智仁   ; 蕪木 英雄

Suzudo, Tomoaki; Golubov, S. I.*; Stoller, R. E.*; Yamaguchi, Masatake; Tsuru, Tomohito; Kaburaki, Hideo

原子炉構造材料の照射効果を明らかにするため、損傷エネルギーが200keVまでのカスケード損傷の分子動力学シミュレーション結果を用いてキネティックモンテカルロ法による長時間の時間発展の解析を行った。われわれは特に残留する欠陥数が損傷エネルギーや温度によってどのように変化するかを詳細に調べた。この結果は照射下の微細構造発達の速度論方程式の入力パラメータとして使える。また本解析により、アニーリング中サブカスケードはほぼ独立して時間発展すること、そしてアニーリング結果の温度依存性は空孔拡散と空孔のクラスターからの脱離確率の温度依存性によって説明できることがわかった。

In this paper, kinetic Monte Carlo method was applied to investigate the long time evolution of cascade damage prepared by molecular dynamics simulations in -Fe up to recoil energy of more than 200 keV. We conducted thorough investigation on how the surviving defects vary with cascade damage energy and annealing temperature. The results can be used for input parameters of rate equations to simulate microstructural evolution under irradiation. The study also suggested that neighboring sub-cascades evolves almost independently during annealing, and that the temperature dependence of the annealing results can be explained by the temperature dependence of vacancy-migration and vacancy-dissociation probabilities.