[发明专利]一种核反应堆材料辐照损伤的多尺度耦合模拟方法

摘要

本发明涉及一种核反应堆材料辐照损伤的多尺度耦合模拟方法，该方法将MD、KMC、CD方法结合起来，发挥各自的优势，用MD模拟级联碰撞过程，模拟结果作为KMC的输入，用KMC模拟级联缺陷的退火过程，模拟结果作为CD的输入，用CD模拟辐照缺陷的长时演化过程，则可实现从缺陷产生到微观结构表征的大时空尺度模拟，从而实现服役条件下的材料性能预测。本发明突破了单一尺度的限制，实现核材料辐照损伤的原子尺度缺陷产生到微观结构表征的长时间、大规模模拟，可以深入理解核材料辐照损伤机理，预测辐照诱导材料微结构演化。

主权项

1.一种核反应堆材料辐照损伤的多尺度耦合模拟方法，包括如下步骤：/n(1)初始化系统设置和原子信息，包括系综、温度、压力、第一个被中子撞击离位的点阵原子PKA的入射方向及能量、原子的初始坐标、初始速度、邻居原子；/n(2)用分子动力学方法模拟一种PKA导致的级联碰撞过程，同一初始条件下多次重复模拟，对分子动力学模拟得到的原子信息进行初始缺陷统计分析，得到初始缺陷分布；/n(3)将所述初始缺陷分布作为动力学蒙特卡洛模拟的输入信息，用原子动力学蒙特卡洛方法模拟缺陷退火过程，对动力学蒙特卡洛模拟得到的间隙和空位分布进行缺陷统计，得到缺陷团簇的尺寸及数密度分布；/n(4)对于每一种级联碰撞过程，重复步骤(2)～步骤(3)，得到不同PKA的缺陷团簇尺寸及数密度分布；/n(5)将所述缺陷团簇的尺寸及数密度分布信息作为团簇动力学模拟的输入信息，由团簇动力学模拟缺陷团簇的长时演化过程，采用团簇动力学方法，兼顾考虑缺陷的空间信息，得到能够表征的微观结构类型及空间分布，为核材料的性能预测提供信息。/n