鉄中での照射下微細組織発達に及ぼす不純物効果; クラスターダイナミクスモデリング

Effect of impurity atoms on microstructural evolution of irradiated -iron; Cluster dynamics modeling

阿部 陽介  ; 都留 智仁   ; 實川 資朗

Abe, Yosuke; Tsuru, Tomohito; Jitsukawa, Shiro

さまざまな照射条件下での構造材料の微細組織変化や特性変化を予測し、許容できる照射硬化量の指標を得るためには、微細組織変化において重要である自己格子間原子型(SIA)ループの数密度を精度よく予測できる数値モデルの構築が必須である。本研究では、生成バイアスモデルに基づくクラスターダイナミクスモデルに対して、侵入型不純物によるSIAループの捕捉効果を組み込むことにより、鉄中でのカスケード損傷下での微細組織変化に及ぼす不純物効果の評価を行った。その結果、不純物濃度の増加とともにSIAループの数密度は高くなるが、照射初期を除いて照射速度の効果はほとんど見られないことが示された。また、不純物効果を考慮しないモデルではSIAループの数密度の飽和傾向が再現されないのに対して、不純物効果を考慮したモデルではこれが再現可能であることが示された。さらに、SIAループの数密度やサイズ分布の不純物濃度依存性や、照射初期に見られる照射速度依存性についての詳細な解析を行った。

In this study, in addition to adequately model the 1D reaction kinetics of SIA loops in the framework of a production bias model, reaction kinetics associated with carbon impurity atoms present in -iron have been formulated to take into account the trapping effect of glissile SIA loops by vacancy-carbon (V-C) complexes. Results of calculated defect accumulation behavior of neutron irradiated -iron show that the developed CD model can successfully reproduce the number density of SIA loops when the applied impurity concentration is the same order as experimental one. The dependence of dose rate is discussed in detail.