辐照 α-铀中位错环的演化：一项基于原子尺度信息的团簇动力学研究
材料科学
2023-07-17 v2
摘要
本文提出一个基于原子尺度信息的平均场团簇动力学模型，用于研究辐照 α-U 中缺陷环的形核与长大。对中子辐照 α-U 的 TEM 分析显示，SIA 环与空位环分别沿 (010) 与 (100) 晶面演化，导致面心正交晶体的各向异性肿胀。利用该团簇动力学模型，已对辐照过程中此类环的累积进行了紧密估计。模型的参数，即点缺陷（分别为 Ui 与 VU）对 SIA 与空位环的结合能，以及点缺陷的扩散率，主导了缺陷团簇现象的能与动力学。我们通过经典 MD 模拟中使用角度依赖的 EAM 势，研究了缺陷环的晶体学并计算出点缺陷对此类环的结合能。利用 LAMMPS 中的键增强超动力学（bond-boost hyperdynamics），研究了 Ui 与 VU 在 α-U 中的各向异性扩散。我们也报道了点缺陷扩散机制及相关的迁移能，并与先前的 DFT 研究进行比较。我们的 CD 模型使用所计算参数（在其误差范围内）来预测在类似于中子辐照实验的剂量率与温度下的缺陷团簇数量。预测显示小尺寸空位环的累积，以及大且长大的 SIA 环的群体，这与 TEM 观测紧密对应。
引用
@article{arxiv.2304.08387,
title = {Evolution of dislocation loops in irradiated {\alpha}-Uranium: An atomistically-informed cluster dynamics investigation},
author = {Sanjoy Kumar Mazumder and Tiankai Yao and Anter El-Azab},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.08387},
year = {2023}
}
备注
The manuscript needs further work