報告書番号

Q09015

タイトル（和文）

自己格子間原子型転位ループ間の弾性相互作用を考慮したキネティックモンテカルロ解析

タイトル（英文）

Kinetic Monte Carlo Analysis with the Elastic Interaction between Self-interstitial Type Dislocation Loops

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

原子炉圧力容器鋼の照射脆化は材料組織の変化に対して敏感に依存する事が知られている。長期運転に供される軽水炉圧力容器の構造健全性を確保するためには，高照射領域における組織変化を精度良く予測することが必要である。照射脆化は主に溶質原子クラスターの形成とマトリクス損傷からなるが，本研究ではマトリクス損傷の形成過程についてキネティックモンテカルロ法（KMC）を用いて調べた。特に自己格子間原子型転位ループ（SIAループ）は比較的容易に移動し，損傷量が増加するにつれて転位近傍に偏析するような現象も見られている。このような現象を解析するためにKMC計算コードにSIAループ間の相互作用およびSIAループと転位間の相互作用を導入し，解析を行った。SIAループ間の相互作用が存在する場合には，小サイズのSIAループ数が減少し，サイズの大きなSIAループが増加することが分かった。また，転位とSIAループ間の相互作用は，SIAループを転位近傍に捕獲してしまうためKMC計算の進行を困難にしてしまうことが分かった。

概要 （英文）

Accurate prediction of neutron irradiation embrittlement of highly-irradiated reactor pressure vessel (RPV) materials is very important for the structural integrity assessment of RPVs under long term operation. We have performed a computer simulation study to understand the radiation damage accumulation in bcc Fe using the kinetic Monte-Carlo (KMC) simulation technique. In the conventional KMC approach, defects and its clusters have the interaction radiuses, and they interact with each other only when they are close within its radiuses. A new KMC model includes the elastic interaction that works between self-interstitial atom (SIA) loops remotely through their strain fields. The effect of elastic interaction is introduced by modifying the migration energy of SIA loops. The effect of displacement cascade is realized by injecting the cascade data which is obtained from the simulation results of the molecular dynamics. We demonstrated the new KMC simulation to investigate the importance of the interaction between SIA loops, and then we found the clear difference on the special distribution of SIA loops and its size histogram compared with the conventional one.

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