報告書番号

T03078

タイトル（和文）

軽水炉圧力容器鋼の照射脆化予測モデルの開発 -分子動力学法によるBCC鉄中の刃状転位と自己格子間原子型転位ループの相互作用の解析-

タイトル（英文）

Development of prediction model of irradiation embrittlement of RPV materials- Molecular dynamics study of loop-dislocation interaction in BCC iron -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

中性子照射脆化に寄与するマトリックス損傷の一要因と考えられる自己格子間原子型転位ループ(SIAループ)と刃状転位の相互作用について、分子動力学法を用いて検討した。その結果、転位はSIAループにより運動を停止または一時的に阻害され、SIAループが転位の有効な障害となり、硬化に寄与することが示された。転位がSIAループを通過する場合、転位とSIAループは反応しスーパージョグを形成する。スーパージョグを伴う転位は容易に運動可能で、結果として転位の通過後にSIAループは消失する。この結果は、転位の通過した領域に転位運動の局在化(転位チャネリング)が生じ易いことを意味しており、SIAループの存在が鋼材の延性低下を招くことを示している。転位とSIAループの反応過程は転位の弾性論で説明可能であり、反応の駆動力の一部が負荷応力に依存するため、SIAループの障害物としての強度が負荷応力に依存していた。

概要 （英文）

Formation of SIA loops is one of the possible candidates of matrix damage that causes neutron irradiation embrittlement of RPV materials. We study the interactions between an edge dislocation and a SIA loop at different applied shear stress levels by molecular dynamics computer simulations. The results show that a SIA loop can be an obstacle to dislocation motion by pinning the dislocation, and thus contributes to hardening of RPV materials under neutron irradiation. The pinned dislocation can eventually react with the SIA loop to form a large super-jog. Such dislocations with a super-jog can move very easily to sweep SIA loops on the slip plane of the dislocations. This means that a defect free zone of dislocation channeling can be formed in bcc Fe containing irradiation-induced SIA loops, resulting in loss of ductility. The interaction between a dislocation and a SIA loop can be explained by the elastic theory of dislocations. A part of the driving force of this SIA loop vs dislocation reaction is applied-stress dependent. This means that the strength of a SIA loop as an obstacle to dislocation is applied stress dependent.

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