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氦离子低温预辐照对不锈钢中氦泡生长抑制作用的Monte Carlo模拟研究

郑晖 张崇宏 陈波 杨义涛 赖新春

氦离子低温预辐照对不锈钢中氦泡生长抑制作用的Monte Carlo模拟研究

郑晖, 张崇宏, 陈波, 杨义涛, 赖新春
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  • 实验中已发现氦离子低温预辐照不锈钢材料能有效抑制高温辐照阶段的氦泡生长,但这一结果一直缺少理论解释. 基于持续注入粒子的三维格子气模型,采用Monte Carlo模拟方法研究了不同温度模式对氦泡生长行为的影响. 研究发现,计算结果能很好地再现氦离子低温预注入抑制高温氦泡生长的实验现象,其原理为低温预注入时材料中形成了较高数密度的小氦泡,由于氦泡数量较多从而限制了氦泡平均尺寸的增大.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10575124)、国家磁约束聚变研究计划(批准号:2011GB108003)、中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2009A0301019,9090902)和中国工程物理研究院中子物理学重点实验室基金(批准号:2012AB02)资助的课题.
    [1]

    Ullmaier H 1983 Radiat. Eff. 78 1

    [2]

    Mansur L K, Rowcliffe A F, Nanstad R K, Zinkle S J, Corwin W R, Stoller R E 2004 J. Nucl. Marter. 329-333 166

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    Zhang C H, Yang Y T, Song Y, Jang J S, Sun Y M, Jin Y F, Li B S 2009 Nucl. Phys. Rev. 26 48 (in Chinese) [张崇宏, 杨义涛, 宋银, Jang J S, 孙友梅, 金运范, 李炳生 2009 原子核物理评论 26 48]

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    Farrell K, Maziasz P J, Lee E H, Mansur L K 1983 Radiat. Eff. 78 277

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    Zhang C H, Chen K Q, Wang Y S, Sun J G 1998 J. Nucl. Mater. 258-263 1623

    [7]

    Zhang C H, Chen K Q, Wang Y S, Sun J G 1998 Nucl. Instrum. Meth. B 135 256

    [8]

    Miyamoto M, Ono K, Arakawa K, Birtcher R C 2007 J. Nucl. Mater. 367-370 350

    [9]

    Ou X, Kogler R, Zhou H B, Anwand W, Grenzer J, Hubner R, Voelskow M 2012 Phys. Rev. B 86 224103

    [10]

    Gao H, Wang H Y, Yuan Y G 2012 Rare Metals 31 290

    [11]

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    [16]

    Zheng H, Zhang C H, Sun B, Yang Y T, Bai B, Song Y, Lai X C 2013 Acta Phys. Sin. 62 156401 (in Chinese)[郑晖, 张崇宏, 孙博, 杨义涛, 白彬, 宋银, 赖新春 2013 物理学报 62 156401]

    [17]

    Landau D P, Binder K 2005 A Guide to Monte Carlo Simulation in Statistical Physics (New York: Cambridge University Press) p1

    [18]

    Goodhew P J, Tyler S K 1981 Proc. Roy. Soc. London A 377 151

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  • [1] 郑 晖. 氦泡生长实验数据的反演模拟计算方法. 物理学报, 2007, 56(1): 389-394. doi: 10.7498/aps.56.389
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    [12] 周宇璐, 李仁顺, 张宝玲, 邓爱红, 侯氢. 材料中He深度分布演化的Monte Carlo模拟研究. 物理学报, 2011, 60(6): 060702. doi: 10.7498/aps.60.060702
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    [20] 高国良, 钱昌吉, 李 洪, 谷温静, 黄晓虹, 叶高翔. 无格点基底表面的杂质分布对分枝状凝聚体的影响. 物理学报, 2006, 55(7): 3349-3354. doi: 10.7498/aps.55.3349
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-30
  • 修回日期:  2014-01-28
  • 刊出日期:  2014-05-05

氦离子低温预辐照对不锈钢中氦泡生长抑制作用的Monte Carlo模拟研究

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094;
  • 2. 中国科学院近代物理研究所, 兰州 730000;
  • 3. 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 绵阳 621900;
  • 4. 中国工程物理研究院表面物理与化学国家重点实验室, 绵阳 621907
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10575124)、国家磁约束聚变研究计划(批准号:2011GB108003)、中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2009A0301019,9090902)和中国工程物理研究院中子物理学重点实验室基金(批准号:2012AB02)资助的课题.

摘要: 实验中已发现氦离子低温预辐照不锈钢材料能有效抑制高温辐照阶段的氦泡生长,但这一结果一直缺少理论解释. 基于持续注入粒子的三维格子气模型,采用Monte Carlo模拟方法研究了不同温度模式对氦泡生长行为的影响. 研究发现,计算结果能很好地再现氦离子低温预注入抑制高温氦泡生长的实验现象,其原理为低温预注入时材料中形成了较高数密度的小氦泡,由于氦泡数量较多从而限制了氦泡平均尺寸的增大.

English Abstract

参考文献 (18)

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