核材料中氦行为的计算机模拟

氦存在于很多重要核材料中，氦原子在这些材料中扩散聚集成泡，氦泡引起材料的膨胀、起泡，最终导致部件老化、机械性能下降。因此，研究材料中氦的扩散聚集和氦泡的生长机理，在核材料领域有着十分重要的意义，同时也是有趣的基础研究课题。本项目将在原子层次详细模拟金属核材料中的氦在各种条件下的行为，从微观层次上理解氦原子及团簇在材料中的扩散、聚集的机理以及对材料结构和力学性能的影响。通过模拟要解决：氦泡在材料中聚集成泡的机理是什么；两个氦泡能融合，其临界条件是什么；材料表面附近，氦泡生长到一定尺寸会释放出表面，释放的临界条件以及释放规律是什么；温度和压力对氦泡生长和释放有何影响。.本项目创新之处在于：采用在捕陷点附近随机逐个添加氦原子，模拟氦泡从小到大生长直到几百个氦原子，这样详细地模拟氦泡在材料中的生长，在文献中还未见报道。.本项目的前期工作已观察到一些未见报道的有趣的现象。