搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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

引用本文:
Citation:

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

Inhibition effect of low-temperature pre-irradiation of helium ions on the growth of helium bubble in stainless steel:a Monte Carlo simulation

Zheng Hui, Zhang Chong-Hong, Chen Bo, Yang Yi-Tao, Lai Xin-Chun
PDF
导出引用
  • 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.
    Zhang Chong-Hong group has found that pre-irradiation of helium ions at low temperature with very low dose could effectively suppress helium bubble growth in materials. This experimental result lacks theoretical explanation. In this paper, we use Monte Carlo simulation to study the effects of different temperature modes on helium bubbles based on a three-dimensional lattice gas model under continued particle injection, and find that the phenomenon that pre-irradiation of helium atoms at low temperature can suppress the helium bubble growth occurs in simulation results as it does in the experiments. The reason is that small helium bubbles with high number density are produced by pre-irradiation at low temperature, and the high number density of bubbles controls the increase of sizes of helium bubbles.
    • 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.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10575124), the National Magnetic Confinement Fusion Program of China (Grant No. 2011GB108003), the Science and Technology Development Foundation of China Academy of Engineering Physics, China (Grant Nos. 2009A0301019, 9090902), and the Foundation for the Key Laboratory of Neutron Physics of China Academy of Engineering Physics (Grant No. 2012AB02).
    [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

    [3]

    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]

    [4]

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

    [5]

    Maloy S A 2005 J. Nucl. Mater. 343 367

    [6]

    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]

    He X F, Yang W, Fan S 2009 Acta Phys. Sin. 58 8657 (in Chinese)[贺新福, 杨文, 樊胜 2009 物理学报 58 8657]

    [12]

    Zhu Y, Li B H, Xie G F 2012 Acta Phys. Sin. 61 046103 (in Chinese)[朱勇, 李宝华, 谢国锋 2012 物理学报 61 046103]

    [13]

    Wang Y S, Chen K Q, Zhang C H, Quan J M, Sun J G, Zhao Z Y 1996 Nucl. Tech. 19 5 (in Chinese)[王引书, 陈克勤, 张崇宏, 权晶明, 孙继光, 赵卓雍 1996 核技术 19 5]

    [14]

    Zheng H, Shen L, Bai B 2009 Acta Phys. Chim. Sin. 25 2531 (in Chinese)[郑晖, 申亮, 白彬 2009 物理化学学报 25 2531]

    [15]

    Zheng H, Shen L, Bai B, Sun B 2012 Acta Phys. Sin. 61 016104 (in Chinese)[郑晖, 申亮, 白彬, 孙博 2012 物理学报 61 016104]

    [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

  • [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

    [3]

    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]

    [4]

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

    [5]

    Maloy S A 2005 J. Nucl. Mater. 343 367

    [6]

    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]

    He X F, Yang W, Fan S 2009 Acta Phys. Sin. 58 8657 (in Chinese)[贺新福, 杨文, 樊胜 2009 物理学报 58 8657]

    [12]

    Zhu Y, Li B H, Xie G F 2012 Acta Phys. Sin. 61 046103 (in Chinese)[朱勇, 李宝华, 谢国锋 2012 物理学报 61 046103]

    [13]

    Wang Y S, Chen K Q, Zhang C H, Quan J M, Sun J G, Zhao Z Y 1996 Nucl. Tech. 19 5 (in Chinese)[王引书, 陈克勤, 张崇宏, 权晶明, 孙继光, 赵卓雍 1996 核技术 19 5]

    [14]

    Zheng H, Shen L, Bai B 2009 Acta Phys. Chim. Sin. 25 2531 (in Chinese)[郑晖, 申亮, 白彬 2009 物理化学学报 25 2531]

    [15]

    Zheng H, Shen L, Bai B, Sun B 2012 Acta Phys. Sin. 61 016104 (in Chinese)[郑晖, 申亮, 白彬, 孙博 2012 物理学报 61 016104]

    [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

  • [1] 黄志成, 周勋秀, 黄代绘, 贾焕玉, 陈松战, 马欣华, 刘栋, 阿西克古, 赵兵, 陈林, 王培汉. 高海拔宇宙线观测实验中scaler模式的模拟研究. 物理学报, 2021, 70(19): 199301. doi: 10.7498/aps.70.20210632
    [2] 王超, 周艳丽, 吴凡, 陈英才. 高分子链在分子刷表面吸附的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2020, 69(16): 168201. doi: 10.7498/aps.69.20200411
    [3] 王超, 陈英才, 周艳丽, 罗孟波. 两嵌段高分子链在周期管道内扩散的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2017, 66(1): 018201. doi: 10.7498/aps.66.018201
    [4] 周勋秀, 王新建, 黄代绘, 贾焕玉, 吴超勇. 近地雷暴电场与羊八井地面宇宙线关联的模拟研究. 物理学报, 2015, 64(14): 149202. doi: 10.7498/aps.64.149202
    [5] 鲁昌兵, 许鹏, 鲍杰, 王朝辉, 张凯, 任杰, 刘艳芬. 快中子照相模拟分析与实验验证. 物理学报, 2015, 64(19): 198702. doi: 10.7498/aps.64.198702
    [6] 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
    [7] 高茜, 娄晓燕, 祁阳, 单文光. Zn1-xMnxO纳米薄膜磁有序性的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2011, 60(3): 036401. doi: 10.7498/aps.60.036401
    [8] 郭宝增, 张锁良, 刘鑫. 钎锌矿相GaN电子高场输运特性的Monte Carlo 模拟研究. 物理学报, 2011, 60(6): 068701. doi: 10.7498/aps.60.068701
    [9] 黄立新, 高海峡, 肖长明. 胶体中排空作用的耦合效应. 物理学报, 2009, 58(8): 5864-5870. doi: 10.7498/aps.58.5864
    [10] 姚文静, 王楠. Ni-15%Mo合金熔体热物理性质的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2009, 58(6): 4053-4058. doi: 10.7498/aps.58.4053
    [11] 黄朝军, 刘亚锋, 龙姝明, 孙彦清, 吴振森. 烟尘中电磁波传输特性的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2009, 58(4): 2397-2404. doi: 10.7498/aps.58.2397
    [12] 李春树, 肖长明. 带电胶体系统中的排空作用. 物理学报, 2007, 56(4): 2434-2441. doi: 10.7498/aps.56.2434
    [13] 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
    [14] 肖 沛, 张增明, 孙 霞, 丁泽军. 投影电子束光刻中电子穿透掩膜的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2006, 55(11): 5803-5809. doi: 10.7498/aps.55.5803
    [15] 高国良, 钱昌吉, 钟 瑞, 罗孟波, 叶高翔. 非均质基底表面上团簇生长的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2006, 55(9): 4460-4465. doi: 10.7498/aps.55.4460
    [16] 杨 颖, 李启昌, 刘俊明, 刘治国. 铁电磁体Pb(Fe1/2Nb1/2)O3的磁电性能研究. 物理学报, 2005, 54(9): 4213-4216. doi: 10.7498/aps.54.4213
    [17] 高国良, 钱昌吉, 李 洪, 黄晓虹, 谷温静, 叶高翔. 含杂质无格点基底表面分枝状凝聚体的计算机模拟. 物理学报, 2005, 54(6): 2600-2605. doi: 10.7498/aps.54.2600
    [18] 张连珠. N+2离子在氮直流辉光放电中碰撞离解的作用. 物理学报, 2003, 52(4): 920-924. doi: 10.7498/aps.52.920
    [19] 吴锋民, 施建青, 吴自勤. 高温下金属薄膜生长初期的模拟研究. 物理学报, 2001, 50(8): 1555-1559. doi: 10.7498/aps.50.1555
    [20] 尚也淳, 张义门, 张玉明. 6H-SiC电子输运的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2000, 49(9): 1786-1791. doi: 10.7498/aps.49.1786
计量
  • 文章访问数:  5124
  • PDF下载量:  429
  • 被引次数: 0
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

/

返回文章
返回