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核融合照射場の材料挙動予測に向けたモデリングシミュレーション研究

Modeling and simulation study for material behavior prediction under fusion neutron irradiation

渡辺 淑之; 森下 和功*; 濱口 大; 谷川 博康

Watanabe, Yoshiyuki; Morishita, Kazunori*; Hamaguchi, Dai; Tanigawa, Hiroyasu

核融合原型炉の寿命を照射効果を含めて予測するためには、既存の代替照射場による材料照射データを核融合条件下のデータへ理論的に外挿するための方法論の開発が必要である。そのためには、照射による材料挙動を機構論的に明らかにするとともに、互いに異なる照射場での材料挙動を理論的に相関付けておくことが重要である。本発表の内容は、BA-DEMO-R&D活動の一環として、純鉄を対象とし、照射下ミクロ構造変化の原子はじき出し損傷速度(dpa/s)依存性に関する理論解析結果をまとめたものである。具体的には、転位ループ・ボイドの形成を機構論的反応速度論モデルで記述し、dpa/sや温度に対する集合体の核生成・成長プロセスの応答性を系統的に調べた。なお、本モデルの最大の特徴は、別途原子シミュレーションより評価した欠陥集合体の熱的安定性の情報を導入している点であり、これにより、互いに異なる照射場での欠陥集合体形成を理論的に相関付ける基礎的モデルの構築に成功した。本発表では、上記モデルの高度化に向けたBA-IFERC-CSCスパコンを用いた材料照射効果モデリング・シミュレーション研究の概要についても紹介する予定である。

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