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Recent advances in modeling and simulation of the exposure and response of tungsten to fusion energy conditions

タンクステンの核融合条件への暴露とその反応のモデリングとシミュレーションに関する最近の進展

Marian, J.*; Becquart, C. S.*; Domain, C.*; Dudarev, S. L.*; Gilbert, M. R.*; Kurtz, R. J.*; Mason, D. R.*; Nordlund, K.*; Sand, A. E.*; Snead, L. L.*; 鈴土 知明; Wirth, B. D.*

Marian, J.*; Becquart, C. S.*; Domain, C.*; Dudarev, S. L.*; Gilbert, M. R.*; Kurtz, R. J.*; Mason, D. R.*; Nordlund, K.*; Sand, A. E.*; Snead, L. L.*; Suzudo, Tomoaki; Wirth, B. D.*

ITER後に計画されているDEMO炉の構造材料は、これまでにないような照射、熱条件にさらされる。このような極限環境を実験的に模擬することはできないが、計算科学的な方法によって材料挙動を研究し実験的方法を補足することができる。高温や照射に対するすぐれた耐性から、タングステンは第一壁やダイバータ等のプラズマ対向面の材料として最善の候補とされている。このレビューではプラズマ対向材および高速中性子に照射されるバルク材としてのタングステンの最近の計算科学によるモデリングの成果についてまとめた。特に、計算科学的な方法によるいくつかの顕著な発見に重点を置き、残された将来の課題を指摘した。

Under the anticipated operating conditions for demonstration magnetic fusion reactors beyond ITER, structural materials will be exposed to unprecedented conditions of irradiation, heat flux, and temperature. While such extreme environments remain inaccessible experimentally, computational modeling and simulation can provide qualitative and quantitative insights into materials response and complement the available experimental measurements. For plasma facing components such as the first wall and the divertor, tungsten (W) has been selected as the best candidate material due to its superior high-temperature and irradiation properties. In this paper we provide a review of recent efforts in computational modeling of W both as a plasma-facing material as well as a bulk structural material subjected to fast neutron irradiation. We highlight several of the most salient findings obtained via computational modeling and point out a number of remaining future challenges.

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パーセンタイル:0.46

分野:Physics, Fluids & Plasmas

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