変位カスケ-ド損傷形成時に発生する衝撃波の損傷構造発達への寄与

位移级联损伤形成过程中产生的冲击波对损伤结构发展的贡献

• 批准号: 03238211
• 负责人: 下村 義治
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03238211/
• 关键词: 衝撃波; 変位カスケ-ド損傷; カスケ-ド・オ-バ-ラップ; イオン・中性子照射; 分子動力学計算; EAMポテンシャル; 損傷構造緩和; コンピュ-タ-・シミュレ-ション

金属材料を高速イオン及び中性子で照射すると入射粒子と金属構成原子が衝突して"第一ノックオン原子(PKA)"が発生する。PKAは結晶中の原子と衝突してこれらを弾き出し中心部が高濃度の原子空孔よりなり、その周囲を格子間原子がマントル状に取り囲んでいる"変位カスケ-ド損傷"が形成する。このカスケ-ド損傷がイオン・中性子照射損傷の基本単位である。カスケ-ド損傷形成時には中心部の原子はかなりの運動エネルギ-を持つようになるので瞬時的に溶解した状態になりその中心部の温度は数万度にも達する。この溶融した領域は通常のイオン・中性子照射損傷ではほぼ十ナノ・メ-トルの大きさでありこれらの過程は10psec以内に完了する。これらのカスケ-ド損傷形成時の瞬時の溶融による局所的体積膨張による歪を緩和するためにカスケ-ド損傷部表面より衝撃波が発生しすると考えられる。本研究の目的は(1)金属の物理的な性質を非常によい精度で再現できる原子挿入法(EAM)による多体ポテンシャルを組み込んでおり、結晶中を高速で走るイオンの核内電子散乱によるエネルギ-損失及び電子ーフォノン散乱によるエルルギ-散免過程をLangevin方程式により組み込んでいる分子動力学(MD)法により、一つの原子をPKAエネルギ-で飛び出さしての状態よりスタ-トしてMD計算により変位カスケ-ド損傷形成過程をコンピュ-タ-計算によりシミュレ-ションするものである。カスケ-ド損傷形成時の衝撃波の発生とその波の伝搬と減衰、及び以前に形成している変位カスケ-ド損傷構造の構造緩和に与える影響につき調べる。MDコ-ドはMOLDYーDASK(T.de la Rubia and M. W. Guinan in LLNL)を用いた。今年度はCRAYー2にて1keVのPKAエネルギ-のカスケ-ド損傷形成を計算した。計算結果はグラフィック表示してム-ビ-化している。来年度以降実用に重要な高いPKAエネルギ-に対する損傷計算を実施する。

Metal materials are irradiated at high speeds and neutrals, and incident particles and metal constituent atoms collide with each other, resulting in the generation of "first" atoms (PKA). PKA crystal atomic conflict, the center part of the high concentration of atomic holes, the circumference of the lattice atoms, the shape of the lattice atoms, the formation of the "position" and "damage." The basic unit of radiation damage in the medium temperature range. When the damage is formed, the atoms in the central part are moved, the temperature in the central part is tens of thousands of degrees, and the instantaneous dissolution state is maintained. The melting process is usually completed within 10psec. During the formation of the damage, the volume expansion of the site during the transient melting process is relaxed, and the surface of the damaged site is subjected to shock wave generation. The objectives of this study are as follows: (1) Physical properties of metals are reproduced with high precision by atomic penetration method (EAM), multi-body electron scattering is organized by molecular dynamics (MD) method, high speed electron scattering is organized by Langevin equation, and electron scattering is organized by Langevin equation. The state of an atom in PKA formation and damage formation in MD calculation is discussed. Shock wave generation, wave propagation, attenuation, and damage mitigation during damage formation MDコ-ドはMOLDYーDASK(T.de la Rubia and M. W. Guinan in LLNL). This year, CRAY-2 and PKA-1keV are calculated. The calculation results show that: In the coming years, the damage calculation of the high pressure PKA has been carried out.

项目成果

下村 義治: "Structure of Point Defect Clusters in Irradiated Cu by Computer Simulation." J. Nucl. Mater.(1992)

Yoshiharu Shimomura：“通过计算机模拟研究辐照铜中的点缺陷簇结构。”J. Nucl。

下村 義治: "Physical Constants of small vacancy clusters in pure Cu,Ag and Au" Computer Aided Innovation of New Materials(Elsevier Science Publishers,1991). 319-322 (1991)

Yoshiharu Shimomura：“纯铜、银和金中小空位簇的物理常数”新材料的计算机辅助创新（Elsevier Science Publishers，1991）319-322（1991）。

下村 義治: "Structural Relaxation of Point Defect Clusters in Pure Cu." Rad. Eff Defect Solid. (1992)

Yoshiharu Shimomura：“纯铜中点缺陷簇的结构弛豫”（Eff Defect Solid）（1992）。

下村 義治: "Computer Simulation of Void Formation in Residual Gas Atom Free Metals by Dual Beam Irradiations" Proc. Int. Conf. on Ionーbeam technology(Takasaki Japan). (1992)

Yoshiharu Shimomura：“通过双束辐照对残余气体原子自由金属中的空隙形成进行计算机模拟”，离子束技术会议（1992 年）。