Molecular dynamics simulation of atomic beam bombardment on a solid surface

江里 幸一郎*; 功刀 資彰

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.618 - 621, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00288-8

ディスラプション時に生じる高エネルギー粒子負荷を受ける材料表面における蒸発・溶融現象を解明するため、分子動力学法を用いた新しい解析コードを開発し、解析を行った。本解析では、単原子粒子(3keV)とクラスター粒子(256原子、12eV/atom)照射を取り扱った。単原子粒子衝突の場合、入射粒子は材料内へ侵入し、その周囲が高温になる。このため、入射粒子近傍では、材料原子層は溶融し、液体に近い構造になっていると考えられる。これに対し、クラスター粒子照射では、材料表面がクレータ状に損耗し、その損耗量は入射エネルギーの1/3乗に比例することを示した。また、クラスター衝突の際、材料表面には高温高圧力領域が発生し、その領域が材料内部へ音速に近い速さで伝播することを示した。