材料挙動と計算機シミュレーションの接点,2; 原子力材料の分子シミュレーション; 現状と展望

Computational modeling of the behavior of nuclear materials, 2; Molecular simulations for nuclear materials; Current situation and future perspective

沖田 泰良*; 板倉 充洋  

Okita, Taira*; Itakura, Mitsuhiro

原子力材料の照射下特性変化を原子スケールの現象に基づいてモデル化する分子シミュレーションは、極短時間・極微小スケールの現象を定量化・解明・再現するため、幅広く用いられるようになってきた。本稿では、(1)分子動力学法を用いた高速中性子との弾性衝突に伴う結晶欠陥形成過程の定量化、(2)分子動力学法を用いた結晶欠陥集合体-転位接触による転位チャネリング形成過程の解明、(3)分子動力学-キネッティックモンテカルロ融合法を用いた結晶欠陥集合体の3次元的運動・転位へ吸収される過程の再現、に関して近年の研究進展を紹介する。

Molecular simulations for nuclear materials aim to reproduce atomistic-scale phenomena induced by irradiation and infer the change in material properties. In the present work, recent progress in this field is presented. In particular, the following three topics are explained: (1) Quantification of lattice defects formation process induced by fast neutron collision. (2) Identification of dislocation-channeling mechanism induced by interactions between defect clusters and dislocations. (3) Modeling of the three dimensional movement of defect clusters using molecular dynamics and kinetic Monte Carlo simulations.