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Computational study of solute effects in tungsten under irradiation

照射下におけるタングステンの溶質元素効果に関する計算科学研究

鈴土 知明 

Suzudo, Tomoaki

タングステン(W)は、中性子イールドが高いため、核破砕中性子源の固体ターゲットに適しており、Wの照射効果の予測は重要である。特に、溶質元素の影響は複雑であり、まだその影響は明確に理解されていない。本論文では、第一原理計算とキネティックモンテカルロ計算を使用して溶質効果について議論する。Wの核変換生成物であるレニウム(Re)とオスミウム(Os)は、照射欠陥の安定性と移動性を大きく変える可能性がある。我々の結果によって、これらの溶質元素の影響が未解決の微細構造変化メカニズムを説明していることが示唆された。

Tungsten (W) is suitable for solid targets of spallation neutron source due to its high neutron yield. The prediction of radiation effects of W is, therefore, of importance; especially, the influence of solute elements are complex and are not clearly known to date. We discuss here the solute effects using the first principles and kinetic Monte Carlo calculations and show that rhenium (Re) and osmium (Os), which are nuclear transmutation products of W, can largely change the stability and mobility of radiation defects. Such influences of the solute elements seem to explain the unsolved mechanism of the microstructural evolution of W-based materials under irradiation.

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