分子动力学研究钚晶体中的氦泡迁移与合并

本文建立了钚材料自辐照老化中的氦泡原子模型,用修正嵌入原子多体势和并行分子动力学计算方法,模拟了氦泡在钚晶格中的稳定结构、氦泡的迁移合并、以及氦泡生长引起的晶体缺陷等,并分析了氦泡长大机制及由氦泡引起的钚晶体体积变化。计算结果表明,氦原子聚集成泡现象与金属Ti中氦原子聚集成泡行为一致,氦泡长大遵循自捕陷和冲出位错环机制,氦泡周围的缺陷随着氦泡的生长加剧,仅由氦泡引起的体积肿胀很小,体积演化经历了一个先突然增大到体积膨胀的上限,然后随弛豫时间逐渐减小到最终体积的过程,中间有一个自我修复或缺陷恢复的阶段。研究结果提高了对氦泡长大机理及氦泡相互作用规律的理解。