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Simulation of He embrittlement at grain boundaries of bcc transition metals

体心立法晶遷移金属の粒界におけるHe脆化シミュレーション

鈴土 知明; 山口 正剛

Suzudo, Tomoaki; Yamaguchi, Masatake

体心立法晶の遷移金属の粒界におけるHe脆化がどのような原子論的性質に支配されているかを研究した。我々は密度汎関数法を使った第一原理計算手法とHe偏析のための速度論を組み合わせた計算モデルを構築し、将来建設が予定されている核融合DEMO炉の第一壁の条件でHe脆化の予測計算を様々な金属を対象に行った。その結果、He脆化は中性子照射によるHe発生率だけでなく、粒界でのHe偏析エネルギーに大きく依存することがわかった。また、各元素のHe偏析エネルギーが周期律表において系統的な傾向を示すことが第一原理計算より明らかになった。

To investigate what atomic properties largely determine vulnerability to He embrittlement at grain boundaries (GB) of bcc transition metals, we introduced a computational model composed of first principles density functional theory and a He segregation rate theory model. Predictive calculations of He embrittlement at the first wall of the future DEMO fusion concept reactor indicated that variation in the He embrittlement is originated not only from He production rate related to neutron irradiation, but also from the He segregation energy at the GB that has a systematic trend in the periodic table.

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パーセンタイル:22.72

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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