补充资料：辐照效应的计算机模拟

辐照效应的计算机模拟
computer simulation of irradiation effects

　　法的半经验法来迭代计算核材料的辐照效应。 分子动力学模拟设置一块具有一定体积的晶体，原子按某一点阵方式排列成一静态组合体。组合体内所含原子数目视起动碰撞序列的那个初始运动粒子的能量而定。当初始的运动粒子与邻近的原子发生碰撞时，这种原子间的相互作用迅速蔓延开来并激起一个完整的碰撞级联。级联期间，所涉及晶体内的所有原子的位置将受形式为M·dZ龙/dtZ二凡(龙，汤，……瓜)(l’=1，2，…”)运动方程所支配。只是由于近邻原子的排斥作用而施加在第i个原子上的力，其大小由第i个原子同它周围的每个原子的相互作用势之和确定。方程的数目正比于级联碰撞所涉及到的原子数。这种方法比较真实地描述了原子碰撞过程，可给出碰撞级联的体积，空位和填隙原子的复合，原子离位峰的退火以及最终稳定下来的点缺陷、缺陷团的形态和数量等。图1示意给出了40 eV的铜原子A在铜(1 00)面所引起的离位过程和原子运动轨迹。这个级联所涉及的小晶体内约含500/[001〕[011][010] 图1 4OeV的铜原子A在铜(100)面所引起的 离位过程和厚子运动轨迹个原子。当模拟较高能量的粒子时，所涉及的晶体体积和原子数目要大得多，因而，必须用大型计算机才能完成分子动力学模拟过程。 蒙特卡罗法模拟基于随机碰撞并跟踪载能粒子在固体内慢化的过程。在这种模拟中，将初始的运动粒子与固体内点阵原子的作用以及由此产生各个级次的运动原子与点阵原子间的作用简化为一系列的二体碰撞。模拟计算的精度在很大程度上取决于所选用的原子势函数。目前，国际上已有不少实验室从事这类模拟研究。尽管不同学者的计算模拟略有差别，所选原子势函数和电子阻止公式也有所不同，但都在每次碰撞中至少选取3个介于(O，1)间的均匀随机数分别确定核碰撞的散射角、方位角和运动原子在连续两次核散射间的自由飞程。跟踪记录下各级运动原子的最终停留位置，以给出缺陷的数量和分布。图2示意给出50 keV的氮(Xe)离子在金(Au)中的级联轨迹。在这种模拟计算中，通常┌─┐│份│└─┘ 图2 SOkeV的氮离子在金中的级联轨迹把固体中原子假想为随机排列的。相继输入并跟踪一定数目但具有同一能量的入射粒子，以便给出缺陷浓度和分布的统计结果。模拟计算程序可在一般的微机上进行计算。但如果将晶体的结构也考虑在内，则需在大型计算机上完成。(李文治)辐照效应的计算机模拟eomputer Simulation。

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