【摘要】：隨著地球能源短缺和環(huán)境污染等社會性問題的日益突出,核能的開發(fā)和利用顯得尤為重要。到目前為止,核聚變能和新一代核裂變能的開發(fā)已經引起了全世界的廣泛關注和研究。核反應堆中第一壁結構材料因長期暴露在高能中子等強輻射環(huán)境下,其材料性能將會發(fā)生巨大的改變,因此第一壁結構材料將是決定核反應堆使用壽命的關鍵因素。作為高性能結構材料之一,釩基合金因其具有優(yōu)良的性能——低活化性能、高的熱傳導性能、高抗中子輻照性能、超高溫力學性能,以及它與液態(tài)鋰之間很好的兼容性,被認為是核反應堆第一壁和包殼結構應用中有前途的候選材料。在核反應堆中,由(n,α)核嬗變反應產生的雜質氦原子將會嵌入到結構材料里面,而氦原子的積累將會誘導氦泡的形成,這將導致空位腫脹和產生高溫脆化,表面粗糙,起泡,以及高溫下永久的蠕變斷裂。為了解釋金屬釩中上述現(xiàn)象發(fā)生的微觀機制,本文運用分子動力學方法詳細地研究了摻氦金屬釩中的級聯(lián)碰撞情況。主要考慮了替位氦濃度、輻照溫度以及初級碰撞原子能量對位移級聯(lián)的影響。其中,替位氦原子濃度從0.2 at.%變化到1.0at.%,輻照溫度分別考慮了300K和600K,初級碰撞原子能量從5keV變化到40keV。結果顯示弗蘭克爾缺陷對的數(shù)目隨著初級碰撞原子能量的增加而增加,但600K時的增加速率卻小于300K的增加速率。本文的主要關注點在氦-空位團簇的形成上。氦-空位團簇的數(shù)目隨著氦濃度和初級碰撞原子能量的增加而增加,而最大氦-空位團簇的尺寸在氦濃度較低時不依賴于初級碰撞原子的能量和輻照溫度。釩中輻照產生的小氦-空位團簇的構型與鐵中小氦-空位團簇的構型是不一樣的。釩中氦-空位團簇中氦原子更傾向與占據(jù)四面體間隙位置,而不是八面體間隙位置。本文的研究結果為摻氦釩中位移級聯(lián)產生的缺陷間的相互作用提供了原子尺度的描述,也為更高尺度的材料輻照模擬,像動力學KMC(kinetic Monte Carlo)和ABC(autonomous basin climbing)方法等提供了一些必需的參數(shù)來再現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)。因而所有這些理論模擬對于描述釩中氦泡和氦脆的機制將是十分有用的。
【圖文】：

級聯(lián)碰撞內第一次碰撞前后過程的示意圖

空位和間隙子示意圖（紫色圓表示正常的晶格原子）
【學位授予單位】：西北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TL34

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王寧;鄧輝球;胡能文;胡望宇;周韋;;α-鐵和釩中級聯(lián)碰撞的分子動力學模擬研究[J];中國科學:技術科學;2012年04期

2 吳葵;;試論機關黨建“三級聯(lián)創(chuàng)”活動[J];中共四川省委省級機關黨校學報;2009年03期

3 ;S3 Multi-Chrome打造全新級聯(lián)渲染模式[J];計算機與網絡;2008年20期

4 ;實施“五進農村”工程 深化“三級聯(lián)創(chuàng)”活動[J];政策;2007年04期

5 吳喜春;董向彤;;“三級聯(lián)創(chuàng)”要避免走入誤區(qū)[J];實踐(黨的教育版);2005年02期

6 吳葵;;“三級聯(lián)創(chuàng)”活動需把握四個要點[J];紫光閣;2009年11期

7 ;“三級聯(lián)創(chuàng)” 再展風采[J];紫光閣;2014年05期

8 吳曉平;王甲生;秦艷琳;葉清;;非線性負載容量模型的小世界網絡級聯(lián)抗毀性研究[J];通信學報;2014年06期

9 張宇楠;曾實;;三種模型級聯(lián)的比較[J];原子能科學技術;2014年11期

10 匡婭祺;周次明;張文舉;;級聯(lián)長周期光纖光柵光譜特性研究[J];光學與光電技術;2013年02期

相關會議論文 前10條

1 李維杰;武中地;曾實;;離心機失效對并聯(lián)級聯(lián)的影響[A];中國核科學技術進展報告（第四卷）——中國核學會2015年學術年會論文集第4冊（同位素分離分卷）[C];2015年

2 張進榮;曾實;李俊杰;;同位素分離級聯(lián)的直接數(shù)值優(yōu)化[A];第九屆中國核學會“核科技、核應用、核經濟（三核）”論壇論文集[C];2012年

3 饒毅;;離心級聯(lián)漏流影響分析[A];中國核科學技術進展報告（第五卷）——中國核學會2017年學術年會論文集第4冊（同位素分離分卷）[C];2017年

4 彥建宇;車軍;曾實;;錐矩形級聯(lián)的數(shù)值優(yōu)化[A];中國核科學技術進展報告（第四卷）——中國核學會2015年學術年會論文集第4冊（同位素分離分卷）[C];2015年

5 張淑霞;李文泊;白志偉;楊光;;對剛性級聯(lián)裝機量圓整參數(shù)的初步分析[A];中國核科學技術進展報告（第四卷）——中國核學會2015年學術年會論文集第4冊（同位素分離分卷）[C];2015年

6 應振根;曾實;姜東君;周明勝;;脈沖級聯(lián)分離同位素混合物的一個初步分析[A];中國核科學技術進展報告——中國核學會2009年學術年會論文集（第一卷·第4冊）[C];2009年

7 朱曉祿;;氦積累的釩中輻照損傷的原子模擬[A];2016第八屆全國計算物理會議報告文集[C];2016年

8 羅杰元;;離心級聯(lián)大面積工況調整的干擾影響研究[A];中國核科學技術進展報告（第四卷）——中國核學會2015年學術年會論文集第4冊（同位素分離分卷）[C];2015年

9 陶麗茹;;剛性級聯(lián)物理性能初步理論研究[A];北京核學會第十屆（2014年）核應用技術學術交流會論文集[C];2014年

10 王春巖;韓莉果;周勃;劉巍;;級聯(lián)中輕雜質對目標組分豐度影響的理論模擬[A];中國核科學技術進展報告（第三卷）——中國核學會2013年學術年會論文集第4冊（核材料分卷、同位素分離分卷、核化學與放射化學分卷）[C];2013年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 馬玉;山西“三級聯(lián)創(chuàng)”美麗鄉(xiāng)村[N];農民日報;2015年

2 記者 王玉芳;省市縣三級聯(lián)創(chuàng)打造美麗宜居示范村[N];山西科技報;2015年

3 記者 孟曉明;深化“三級聯(lián)創(chuàng)” 提升整體水平[N];吐魯番報(漢);2008年

4 記者 毛賀平;我市推進美麗鄉(xiāng)村“四級聯(lián)創(chuàng)”[N];衢州日報;2012年

5 李方 王海東;我盟農牧民轉移就業(yè)“三級聯(lián)創(chuàng)”成效顯著[N];錫林郭勒日報(漢);2010年

6 記者 曾琳;昌都部署“三級聯(lián)創(chuàng)”活動[N];西藏日報;2004年

7 李化義 孫成富;“三級聯(lián)創(chuàng)”活動應把握的幾個問題[N];通遼日報;2005年

8 ;Netcore 3624NS級聯(lián)距離長[N];中國計算機報;2002年

9 吉廣昌;全市農村黨風廉政建設“三級聯(lián)建”扎實推進[N];連云港日報;2010年

10 聞奇 賀文慧;我市全面開展農牧民轉移就業(yè)“三級聯(lián)創(chuàng)”活動[N];鄂爾多斯日報;2010年

相關博士學位論文 前10條

1 楊莉;金屬中氦行為的計算機理論模擬[D];電子科技大學;2007年

2 曹金利;金屬中氦和氫泡形核的第一原理研究[D];北京科技大學;2018年

3 應振根;同位素混合物的非常規(guī)離心級聯(lián)分離的研究[D];清華大學;2011年

4 馬翊華;基于局域特征的復雜網絡級聯(lián)失效模型研究[D];河北工業(yè)大學;2014年

5 丁琳;復雜網絡上級聯(lián)故障的建模研究[D];青島大學;2013年

6 陳中;級聯(lián)H橋儲能變換器及其控制技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2015年

7 雙晴;基于級聯(lián)失效的城市供水管網系統(tǒng)可靠性研究[D];大連理工大學;2014年

8 張喜平;城市復雜交通網絡級聯(lián)動力學與路段重要性評估研究[D];西南交通大學;2014年

9 史尤杰;級聯(lián)多電平逆變器的低頻紋波抑制與分相瞬時控制策略研究[D];華中科技大學;2017年

10 丁津津;優(yōu)化量子耗散級聯(lián)方程理論以及反應機理與非線性光譜的研究[D];中國科學技術大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 朱曉祿;摻氦釩中級聯(lián)碰撞的分子動力學模擬[D];西北師范大學;2017年

2 楊曉丹;金屬鎢中級聯(lián)碰撞的分子動力學模擬研究[D];湖南大學;2014年

3 蒲瑾;α-鐵中氦泡在高能級聯(lián)作用下的穩(wěn)定性[D];電子科技大學;2008年

4 吳貴艷;金屬鉬中級聯(lián)碰撞及其誘發(fā)缺陷演化行為的模擬研究[D];湖南大學;2016年

5 劉金美;應變對銅中空位團簇結構演化規(guī)律的影響[D];大連理工大學;2016年

6 王思偉;縣、鄉(xiāng)、村黨組織“三級聯(lián)創(chuàng)”模式的實踐和思考[D];湖南師范大學;2014年

7 龍艷;視頻會議透明級聯(lián)的設計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2007年

8 唐小虹;復雜網絡級聯(lián)失效下的負載重分配機制研究[D];西南交通大學;2015年

9 董慧;基于級聯(lián)失效模型的系統(tǒng)可靠性[D];北京理工大學;2016年

10 陳小蘭;城市交通復雜網絡級聯(lián)失效影響源辨識[D];長沙理工大學;2013年

，

本文編號：2698801