1998 Fiscal Year Annual Research Report
分子動力学シミュレーションによる照射した固体中の損傷組織発達原子レベル過程研究
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10450233
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
下村 義治 広島大学, 工学部, 教授 (40033831)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桐谷 道雄 広島工業大学, 工学部, 教授 (70033826)
西口 理恵子 広島女学院大学, 生活科学部, 助教授 (60258283)
向田 一郎 広島大学, 工学部, 助手 (70209980)
杉尾 健次郎 広島大学, 工学部, 助手 (90294545)
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| Keywords | 分子動力学シミュレーション / 点欠陥 / 原子挿入法ポテンシャル / ボイドの核形成 / 格子間原子集合体 / 中性子照射損傷 / 三重原子空孔 / 積層欠陥四面体 |
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| Research Abstract |
本研究者グループによる金属の中性子照射実験研究により純銅、純ニッケルでは中性子と金属原子の衝突により発生する変位カスケード損傷を構成する格子間原子及びそれらの集合体は歪場下での拡散により転位近傍または集合体グループに吸い寄せられ結晶粒内には原子空孔及びその微小集合体が残る。原子空孔は集合体を形成してボイドを形成する事を明らかにした。これらに結果はスーパー・コンピュータによる分子動力学シミュレーション研究により面心立方金属では格子間原子は<100>分裂構造に緩和して異なる<100>方向に沿ってジクザグ運動で移動するが、格子間原子集合体は平行な<110>クラウディオンの束構造になり一次元移動をする。方向を他の>110>方向に変えるreorientationが移動の困難点になる。この過程を通じての格子間原子集合体の合体過程により大きな転位ループが形成して転位組織は発達する。ボイドは水素、ヘリウム原子を含む事無しに核形成することが実験的に明らかになった。コンピュータ・シミュレーションにより高温で照射した金属でボイドは原子空孔集合体の準安定構造として形成する。準安定構造は熱活性化により高温では三次元分布した空孔集合体より形成する。これまでの知識では三原子空孔集合体より大きなものは殆ど動かなく成長・分解の過程を通じて成長すると考えられてきた。分子動力学シミュレーションによると原子空孔は微小集合体はDamask-Dienes-Weizer型の三重原子空孔の成分よりなるものに構造緩和して単原子空孔に分解するより小さい活性化エネルギーにて集合体として歪場に敏感に反応して移動することを本研究で見つけた。
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[Publications] Y.Shimomura: "Point defects and their clusters in BCC metals" Comp.Mater.Sci.(in press). (1998)
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[Publications] Y.Shimomura: "Vacancy generation in deformed thin metal" Comp.Mater.Sci.(in press). (1998)
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[Publications] R.Nishiguchi: "Computer simulation of the clustering of small vacancies in nickel" Comp.Mater.Sci.(in press). (1998)
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[Publications] I.Mukouda: "Damage Evolution in Neutron-irradiated Cu during Neutron Irradiation" J.Nucl.Mater.(in press). (1999)
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[Publications] Y.Shimomura: "Computer simulation on the void formation in neutron-irradiated Cu and Ni at high temperature" J.Nucl.Mater.(in press). (1999)
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[Publications] Y.Shimomura: "Atomistic processes of damage evolution in neutron-irradiated Cu and Ni at high temperature" Radiation Effects and Defects in Solids. (in press). (1999)
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[Publications] Y.Shimomura: "Proceedings of the Symposium on“STRUCTUAL DEFECTS IN ADVANCED MATERIALS"" Gordon and Breach Science Publishers(in press), (1999)
