Кинетика зарождения гелий-вакансионных кластеров c учетом их подвижности

Abstract

Предложена теоретическая модель для описания зарождения смешанных гелий-вакансионных кластеров в никеле при нейтронном облучении в реакторе синтеза. Рассмотрение проведено на основе нестационарных уравнений баланса с использованием параметров, полученных методами молекулярной динамики, с учетом разных конфигураций гелиевых кластеров в матрице. Найдены скорость зарождения и функция распределения гелий-вакансионных комплексов на стадии зарождения. Показано, что наличие подвижного гелия резко увеличивает скорость зарождения пор за счет повышения тепловой стабильности кластеров, которые имеют размер меньше, чем критический.

Запропоновано теоретичну модель для опису зародження змішаних гелій-вакансійних кластерів у нікелі в умовах опромінення в реакторі синтезу. Розгляд проведено на основі нестаціонарних рівнянь балансу з використанням параметрів, отриманих методами молекулярної динаміки, з урахуванням різних конфігурацій гелієвих кластерів у матриці. Знайдено швидкість зародження й функція розподілу гелій- вакансійних комплексів на стадії зародження. Показано, що наявність рухливого гелію різко збільшує швидкість зародження пор за рахунок підвищення теплової стабільності кластерів, які мають розмір менше, ніж критичний.

А theoretical model is developed to describe nucleation of mixed helium-vacancy clusters in nickel within the fusion energy environment. Consideration is based on the non-stationary balance equations using the parameters obtained by methods of molecular dynamics with the account of different configurations helium clusters in a matrix. The nucleation rates and distribution functions of helium-vacancy complexes during nucleation stage is found. It is shown, that presence of the mobile helium sharply increments the nucleation rate of voids due to increase of thermal stability of the subcritical clusters.