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Effects of stacking fault energies on formation of irradiation-induced defects at various temperatures in face-centred cubic metals

様々な温度でのFCC金属の積層欠陥エネルギーが照射欠陥生成へ与える影響

中西 大貴*; 川畑 友弥*; 土井原 康平*; 沖田 泰良*; 板倉 充洋; 鈴木 克幸*

Nakanishi, Daiki*; Kawabata, Tomoya*; Doihara, Kohei*; Okita, Taira*; Itakura, Mitsuhiro; Suzuki, Katsuyuki*

原子炉内部で使用されるオーステナイト鋼は積層欠陥エネルギーが低いことで知られ、そのため積層欠陥を伴う照射欠陥クラスタが大きくなることが予想される。この傾向を定量評価するため、FCC金属のモデルポテンシャルにおいて積層欠陥エネルギーだけを変化させたものを用い照射欠陥生成の分子動力学シミュレーションを様々な温度において実行し、生成した照射欠陥クラスタの種類と数を調べた。その結果移動可能な格子間原子クラスタの生成数が積層欠陥エネルギーとともに大きく変化することが見出された。

By using the six sets of interatomic potentials for face-centredcubic metals that differ in the stacking fault energy (SFE) while most of the other material parameters are kept almost identical, we conducted molecular dynamics simulations to evaluate the effects of SFE on the defect formation process through collision cascades. The ratio of glissile SIA clusters tends to decrease with increasing SFE. This is because perfect loops, the edges of which split into two partial dislocations with stacking fault structures between them in most cases, prefer to form at lower SFEs. The enhanced formation of glissile SIA clusters at lower SFEs can also be observed even at increased temperature.

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