Радиационная устойчивость циркона по данным компьютерного моделирования

Гречановский А.Е., Брик А.Б., Урусов В.С., Еремин Н.Н., Радчук В.В., Шабалин Б.Г.

Радиационная устойчивость циркона ZrSiO4 изучена с помощью методов компьютерного моделирования для четырех различных полуэмпирических потенциалов межатомного взаимодействия Zr–O, Si–O и O–O. Методом молекулярной динамики изучено формирование в цирконе поврежденной области после прохождения атома тория с энергией 20 кэВ. Проанализировано распределение междоузельных атомов кислорода в цирконе. Введен параметр, характеризующий часть энергии атома тория, которая расходуется на образование френкелевских пар (ФП) — выбитых из регулярных позиций в междоузлия атомов Zr, Si, O и их вакансий. Установлено, что наименьшая смещаемость атомов, наименьшее количество ФП и наилучшее согласие с экспериментом обеспечивает потенциал, параметры которого выведены из первых принципов. Также с помощью метода молекулярной динамики было изучено перекрывание трех каскадов смещений, которые формируются после прохождения в центральной области фрагмента структуры трех атомов тория. Оказалось, что количество ФП увеличивается прак тически линейно с накоплением таких каскадов. Полученные результаты указывают на то, что наиболее корректная модель для описания повреждения структуры циркона — модель "прямой аморфизации".

Номер журналу: 

Ключові слова: 

Сторінка: 

3