Stability and mobility of rhenium and osmium in tungsten; First principles study

タングステン中のレニウムおよびオスミウムの安定性および移動性;第一原理計算による研究

鈴土 知明   ; 山口 正剛   ; 長谷川 晃*

Suzudo, Tomoaki; Yamaguchi, Masatake; Hasegawa, Akira*

タングステン結晶中のレニウム原子およびオスミウム原子の振る舞いを調べるため、密度汎関数法による第一原理計算を行った。1次元運動する自己格子間原子と異なって、これらの溶質原子の格子間原子は3次元運動することがわかった。これらの元素の拡散は材料の照射効果に多大な影響を及ぼすが、今回我々の得た結果はタングステン-レニウム、タングステン-オスミウム合金で実験的に観察される照射効果を説明するための重要な性質であることがわかった。

We report a series of studies based upon density functional theory for the behavior of rhenium and osmium atoms in tungsten crystal. Contrary to the one-dimensional migration of self-interstitial atoms, interstitials of these solute elements in tungsten have three-dimensional motion. The diffusion of these solute elements strongly influences the effects of radiation upon the materials, and we found that the three-dimensional migration is a property that is key to the explanation of the radiation effects experimentally observed in tungsten-rhenium and tungsten-osmium alloys.