CN114664386B 一种基于md级联构型分析的钨辐照缺陷产生方法及系统 （中国科学院合肥物质科学研究院）

一种基于MD级联构型分析的钨辐照缺陷产本发明提供一种基于MD级联构型分析的钨辐照缺陷产生方法及系统包括：对PKA能谱采用随机抽样方法得到单个PKA能量Epka；由PKA能量簇尺寸分布形式随机抽样得到间隙团簇或空位缺陷多尺度模拟框架中缺陷初始分布产生效率2db+c级联能量的尺寸分布参数得到缺陷团簇尺寸分布参数随级联S5、通过对预设数量的MD级联模拟缺陷构型分析理得到相应的缺陷团簇尺寸分布形式，据以随机抽样得到间隙团簇或空位团簇的尺寸分S6、根据所述级联能量得到所述缺陷团簇空间S7、根据所述缺陷团簇空间分布参数处理得到缺3据以得到所述级联缺陷构型。2.根据权利要求1所述的一种基于MD级联构型分析的钨辐照缺陷产生方法，其特征在3.根据权利要求1所述的一种基于MD级联构型分析的钨辐照缺陷产生方法，其特征在S21、利用动力学蒙特卡洛模拟程序IM3D计算所述级4.根据权利要求1所述的一种基于MD级联构型分析的钨辐照缺陷产生方法，其特征在5.根据权利要求1所述的一种基于MD级联构型分析的钨辐照缺陷产生方法，其特征在6.根据权利要求1所述的一种基于MD级联构型分析的钨辐照缺陷产生方法，其特征在7.根据权利要求1所述的一种基于MD级联构型分析的钨辐照缺陷产生方法，其特征在8.一种基于MD级联构型分析的钨辐照缺陷产生系统，用于执行前述4对应级联能量模块，用以根据单个的所述PKA能量处理得到相应的级联能量Emd＝f径向分布拟合模块，用以根据所述级联能量得到所述缺陷团整体级联构型获取模块，用以根据所述缺陷团簇空间分分布形式，依照缺陷团簇径向和角向分布形式随机抽样得到间隙团簇或空位团簇的位置，5[0002]核聚变装置面向等离子体材料钨材料受高能粒子(离子或中子)辐照会在其内部与性能评估技术的发展。近年来随着超级计算机计算能力的提高和算法本身进一步发展，采用基于物理与参数传递的原子尺度(分子动力学/第一性原理方法)—介观尺度(对象动力学蒙特卡洛/团簇动力学方法)—宏观尺度(位错动力学/有限元方法)的多尺度方案模拟缺陷团簇尺寸及数密度分布；(5)将所述缺陷团簇的尺寸及数密度分布信息作为团簇动力提供信息。辐照损伤多尺度模拟方案中的原子尺度(～纳米)的分子动力学(Molecular伤缺陷空间分布和尺寸分布，这些关键参数作为后续模型的输入条件以进行更大尺寸(微6多尺度模拟框架中缺陷初始分布存在产生效率和精度无法兼[0005]本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中辐照缺陷演化多尺度模拟框架中缺陷初始分布产生效率和精度无法兼所述级联能量的尺寸分布参数得到缺陷团簇尺寸分布参数随级联能量能量的径向分布参数得到缺陷团簇径向分布参数能量的钨初级损伤缺陷分布，从而直接为钨材料在具有连续PKA能谱的核聚变堆实际工况下的辐照损伤演化多尺度模拟提供可靠的初级损伤缺陷分布。本专利对未来CFETR和ITER面向等离子体材料钨的中子辐照性能退化评估具有重7连续PKA能谱的真实核反应堆中材料的辐照退化模拟问题提供可靠的缺陷连续PKA能谱的核聚变堆实际工况下的辐照损伤演化多尺度模拟提供可靠的初级损伤缺陷8ψ;9能量的钨初级损伤缺陷分布，从而直接为钨材料在具有连续PKA能谱的核聚变堆实际工况下的辐照损伤演化多尺度模拟提供可靠的初级损伤缺陷分布。本专利对未来CFETR和ITER面向等离子体材料钨的中子辐照性能退化评估具有重连续PKA能谱的真实核反应堆中材料的辐照退化模拟问题提供可靠的缺陷初始分布。本发明的缺陷团簇数目随级联能量呈平移幂指数规律，缺陷团簇尺寸分布呈分段的幂指数关簇尺寸分布和空间分布拟合参数随级联能量呈幂指数规律，以为钨材料在具有连续PKA能谱的核聚变堆实际工况下的辐照损伤演化多尺度模拟提供可靠的初级损伤尺度模拟框架中缺陷初始分布产生效率和精度无法兼顾[0081]通过动力学蒙特卡洛模拟程序IM3D计算得到级联能量与PKA能量的比值为f和角向分布形式随机抽样得到间隙团簇或空位团簇的位置，进而得到整个级联缺陷构型。缺陷团簇径向分布形式通过对大量MD级联模拟缺陷构型分析得到，呈高斯分布或E指数衰[0096]其中a，b，c为拟合参数，对于间隙团簇ai＝0.761029，bi＝0.726393，ci=[0103]其中N0为分段函数的转折点，经过对大量MD初级损伤缺陷构型分析后假设产生的缺陷团簇数目与能量沉积呈正比，即dN(r:,0,p)~dE(r,0,p)。由于级联缺陷角向均匀分布，那么dN(r,0,p)~dE(r),因此dN(r,0,p)=k-r2-exp(-rld)-dr-sin0-d0-dp。最终得到缺陷团簇极角分布：方位角分布：径向分布：S11其中对于间隙团簇拟合参数μ：a＝1.05682，s＝-0.398905；σ：a=意级联能量的钨初级损伤缺陷分布，从而直接为钨材料在具有连续PKA能谱的核聚变堆实际工况下的辐照损伤演化多尺度模拟提供可靠的初级损伤缺陷分布。本专利对未来CFETR和ITER面向等离子体材料钨的中子辐照性能退化评估具有重要连续PKA能谱的真实核反应堆中材料的辐照退化模拟问题提供可靠的缺陷连续PKA能谱的核聚变堆实际工况下的辐照损伤演化多尺度模拟提供可靠的初级损伤缺陷尺度模拟框架中缺陷初始分布产生效率和精度无法兼顾