転位キンク・ダイナミクスのマルチスケール解析

• 研究課題/領域番号: 24740201
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 小林 亮 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70560126)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 転位 / 分子動力学 / 核融合材料 / 照射損傷 / 水素脆化 / 転位ループ / ヘリウムバブル / 格子欠陥 / 機械材料・材料力学

研究成果の概要

材料内部の欠陥である転位の運動，特に水素やヘリウムなどの軽元素との相互作用の理解は，水素脆化や核融合炉材料の照射損傷を改善するために不可欠である．本研究では，原子スケールのシミュレーションからこれらの問題を解明するための手法を開発し，その有用性を確認した．特に，ハイブリッド原子-粗視化粒子法を開発し，タングステン中のヘリウムバブルの形成機構を解明し，鉄中らせん転位と水素との相互作用解明の端緒をつけた．

研究成果

• [雑誌論文] A molecular dynamics study on bubble growth in tungsten under helium irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI, Tatsunori HATTORI, Tomoyuki TAMURA, Shuji OGATA
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 1 ページ: 1-1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hybrid simulation research on formation mechanism of tungsten nanostructure induced by helium plasma irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsushi M. Ito, Arimichi Takayama, Yasuhiro Oda, Tomoyuki Tamura, Ryo Kobayashi, Tatsunori Hattori, Shuji Ogata, Noriyasu Ohno, Shin Kajita, Miyuki Yajima, Yasuyuki Noiri, Yoshihide Yoshimoto, Seiki Saito, Shuichi Takamura, Takahiro Murashima, Mitsutaka Miyamoto, Hiroaki Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 1 ページ: 1-1
  • 査読あり
• [学会発表] An MD study of self-induced bubble growth under He irradiation in Tungsten (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI, T. HATTORI, T. TAMURA, S. OGATA
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2014
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2014-08-27
• [学会発表] QM/MM analysis of effect of hydrogen and helium on dislocation motions in BCC iron (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI, Tomoyuki TAMURA, Shuji OGATA
  • 学会等名: 11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] Helium irradiation effects on bcc metals (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林亮
  • 学会等名: IFERC-CSC研究会
  • 発表場所: 東京航空会館
• [学会発表] An MD Study of Self-Induced Bubble Growth in W under He Irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI, Tatsunori HATTORI, Tomoyuki TAMURA, and Shuji OGATA
  • 学会等名: ISPlasma2014
  • 発表場所: 名城大学
• [学会発表] Hydrogen Effects on Dislocation Motion in BCC Iron: Hybrid Quantum and Classical Simulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI
  • 学会等名: Multiscale Modeling and Simulation in Materials Science
  • 発表場所: Shanghai Jiao Tong University
  • 招待講演
• [学会発表] タングステン中らせん転位拡散への水素およびヘリウムの影響：量子古典ハイブリッド法を用いた解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林亮，田村友幸，尾形修司
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] 鉄中水素の転位運動への影響: ハイブリッド量子古典法解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林亮，田村友幸，尾形修司
  • 学会等名: 日本機械学会計算力学講演会2013
  • 発表場所: 佐賀大学
• [学会発表] Hydrogen and Helium Effects on Dislocation Motion in BCC Metals (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI, Tatsunori HATTORI, Tomoyuki TAMURA, and Shuji OGATA
  • 学会等名: 23rd International Toki Conference
  • 発表場所: Ceratopia Toki
• [学会発表] Hydrogen and Helium Effect on Dislocation Motion in bcc-Iron: A Hybrid QM/MM Study (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI, Tomoyuki TAMURA, and Shuji OGATA
  • 学会等名: MRS Fall meeting 2013
  • 発表場所: Boston
• [学会発表] Multiscale simulation of defects in solids (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林亮
  • 学会等名: 第23回 日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 鉄中水素の転位拡散に与える影響：量子古典ハイブリッド法による解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林亮，田村友幸，尾形修司
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Hybrid atomistic/coarse-grained-particle simulation of dislocation motions (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI, Shuji OGATA, Ronald E. Miller
  • 学会等名: 10th world congress on computational mechanics (WCCM 2012)
  • 発表場所: Sao Paulo, Brazil
• [学会発表] 分子動力学法による転位運動への水素の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林亮，田村友幸，尾形修司
  • 学会等名: 日本物理学会 秋季講演大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] 転位を含む材料への原子・粗視化粒子ハイブリッド法の適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林亮，田村友幸，尾形修司
  • 学会等名: 日本機械学会 第25回計算力学講演会 (JSME)
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Concurrent Hybridization of Atomistic, Coarse-Grained-Particle, and Discrete-Dislocation Methods for Dynamic Problems (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI, Tomoyuki TAMURA, Shuji OGATA, and Ronald E. Miller
  • 学会等名: Multiscale Materials Modeling
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] 転位キンクダイナミクスを第一原理計算でやっていきたい (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林亮
  • 学会等名: 第六回紀州吉宗セミナー
  • 発表場所: 和歌山大学
  • 招待講演
• [学会発表] Concurrent Coupling of Atomistic and Coarse-Grained Methods for Solids (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryo KOBAYASHI, Shuji OGATA
  • 学会等名: JST International Symposium on Multi-scale Simulation of Condensed-phase Reacting Systems
  • 発表場所: Nagoya University ES hall
• [備考] 分子動力学法ソフトウェア pmd
  • URL: https://github.com/ryokbys/pmd
• [備考] 量子古典ハイブリッド法ソフトウェア qmcl
  • URL: https://github.com/ryokbys/qmcl