検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Estimation of reliable displacements-per-atom based on athermal-recombination-corrected model in radiation environments at nuclear fission, fusion, and accelerator facilities

核分裂,核融合及び加速器施設の放射線環境下における非熱的再結合補正モデルに基づいた信頼できる原子はじき出し数の評価

岩元 洋介  ; 明午 伸一郎  ; 橋本 慎太郎

Iwamoto, Yosuke; Meigo, Shinichiro; Hashimoto, Shintaro

様々な放射線環境下の材料の照射損傷の指標として、はじき出し原子数(dpa)が用いられている。これまでの照射損傷モデルではNorgertt-Robinson-Torrens(NRT)モデルが標準とされていたが、最新の非熱的再結合補正(athermal-recombination-correction, arc)を考慮したモデルは照射損傷過程をより正確に再現できるため、arcモデルを用いた材料の照射損傷の評価が今後標準となることが期待されている。本研究では、様々な材料に対するarcモデルを粒子・重イオン輸送計算コードPHITSに組み込み、核分裂、核融合及び加速器施設を想定した幅広いエネルギー範囲における再スケーリング係数(NRT-dpa/arc-dpa)を計算した。計算の結果、核施設の照射環境を想定したエネルギー分布を持つ中性子照射、及びエネルギー600MeV-50GeVを持つ陽子照射の場合、各材料の再スケーリング係数は、照射条件によらず、各材料でほぼ同じ値であることがわかった。本成果は、幅広いエネルギー範囲における様々な核施設の従来の放射線損傷評価において、NRT-dpaを再スケーリングするための大変有益な情報となる。

The displacements-per-atom (dpa) is widely used as an exposure unit to predict the operating lifetime of materials in radiation environments. Because the athermal-recombination-corrected dpa (arc-dpa) model is a more realistic model than the standard Norgertt-Robinson-Torrens (NRT) model, new evaluation of radiation damage will be performed using the arc-dpa model as a standard. In this work, the recent arc-dpa model of various materials are incorporated in PHITS, and the rescaling factors (NRT-dpa/arc-dpa) over a wide energy range are reported. For neutron incidences with the energy spectrum determined in selected nuclear facilities and proton incidences with energies of 600 MeV-50 GeV, the rescaling factor for each material is independent of these irradiation conditions with almost the same value for each material. Our findings will be beneficial for rescaling the NRT-dpa model used for radiation damage applications over a wide energy region.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

パーセンタイル:100

分野:Materials Science, Multidisciplinary

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.