吴石
- 作品数：35 被引量：23H指数：3
- 供职机构：中国原子能科学研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划大型先进压水堆核电站重大专项更多>>
- 相关领域：核科学技术金属学及工艺一般工业技术文化科学更多>>
- 辐照缺陷产生过程的模拟方法和系统
- 一种辐照缺陷产生过程的模拟方法，包括：确定高能粒子辐照在模拟体系中所产生的初级离位原子能谱；获得不同能量初级离位原子的生成概率，基于概率重复进行初级离位原子抽样获得大量初级离位原子；采用高通量计算模拟技术，并发开展大量初...
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- 数值堆材料辐照损伤并行动力学蒙特卡罗软件MISA-AKMC的设计与实现被引量：1
- 2021年
- 材料辐照损伤模拟是数值堆软件的重要内容。原子动力学蒙特卡罗(AKMC)方法是研究核材料辐照行为的重要手段,可在保持原子级别精度下,有效地扩展模拟的时间尺度到秒甚至年量级。但在面向实际应用需求时,其仍面临内存限制和复杂的计算量等挑战。通过并行计算技术提升计算效率是解决这一挑战的有效手段。本文论述一款并行AKMC程序MISA-AKMC的设计原理与实现技术。MISA-AKMC实现了一种并行KMC模拟框架,重点包括sub-lattice并行算法的实现、加速优化方法、转发通信方法、KMC模型接口等。基于该框架,开发了空位-间隙的演化模型,可实现热老化模拟和析出模拟。通过并行性能测试获得了良好的并行性能,结合算例结果验证说明了MISA-AKMC的正确性和可靠性。
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- 关键词：并行计算
- 基于AKMC方法研究Mn对Cu团簇析出的影响被引量：2
- 2021年
- Cu团簇析出是影响FeCu合金体系安全服役的主要因素之一。本文基于原子动力学蒙特卡罗(AKMC)方法研究了热老化条件下,合金元素Mn对Fe-1.34at.%Cu-X at.%Mn(X为0、0.27、1.2、3、5)合金中Cu团簇析出的影响。研究结果表明,随着体系中Mn含量的增加,析出形核的纳米级Cu团簇的数密度不断增加;Mn含量对形核Cu团簇的平均尺寸影响不大。团簇中主要成分为Cu;团簇中Mn含量随初始基体中Mn含量的增加而增加。合金元素的成团参与百分比决定了团簇平均尺寸。Cu-Vac复合体较强的扩散能力及其较远的扩散距离是造成Cu团簇析出的主要因素;而Mn的加入会抑制Cu-Vac复合体的可移动距离和可移动能力,从而提高Cu团簇的数密度。合金元素Mn的加入会影响形核Cu团簇的尺寸、数密度,从而影响Cu团簇引起的硬化效应。
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- 不同温度下α-Fe中级联碰撞分子动力学模拟研究被引量：5
- 2019年
- 采用分子动力学方法模拟了500～700 K温度下α-Fe中由1～50 keV的初级离位原子(PKA)引发的级联碰撞,研究了缺陷演化过程,并分析了不同阶段的PKA能量(E_(PKA))与缺陷存活数量(N_(FP))、成团率的关系以及温度对级联碰撞过程的影响,讨论了级联碰撞后产生的缺陷的取向结构,并得到以下结论:级联碰撞后产生的缺陷的原子取向与尺寸相关,可指导构建团簇、位错环等多种缺陷结构;E_(PKA)较高时,大尺寸团簇的保留会明显提高缺陷存活数量,从而导致不同PKA能量阶段的N_(FP)-E_(PKA)拟合曲线指数有较大差别,温度的升高会使拟合曲线指数的变化量减小。
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- 关键词：Α-FE分子动力学团簇
- 压力容器模型钢中富MnNi沉淀籽核构型探究被引量：1
- 2017年
- 富Mn Ni沉淀(MNP)是低Cu压力容器钢(如A508-Ⅲ钢)在高剂量(如60~80 a寿期剂量)下引起脆化的主要因素之一,用分子静力学(MS)计算了溶质及缺陷之间的结合能与形成能,依据能量最低原理找出2类可能形成MNP的籽核构型:空位型籽核和间隙型籽核,其中空位型籽核为Cu-空位复合体(Cu-nVac,n≥3);间隙型籽核为混合型FeMn<110>-X(X为Mn、Ni或Cu等)复合体。
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- RPV钢中合金元素空位型扩散机理研究
- 辐照会促进RPV 钢中合金元素的扩散,从而导致元素晶界偏析和沉淀析出,最终引起材料的硬化和脆化;研究合金元素的扩散机理是研究RPV 钢辐照性能退化的前提。本文利用第一性原理和分子动力学方法研究了RPV 钢中几种主要合金元...
- 贾丽霞贺新福吴石杨文
- 关键词：第一性原理分子动力学
- 奥氏体不锈钢辐照脆化预测模型建立及验证
- 2024年
- 奥氏体不锈钢因具有较高的断裂韧性,是反应堆内重要的结构材料。在长期服役过程中,奥氏体不锈钢会遭受中子辐照引起微观结构变化,从而导致断裂韧性下降,影响其服役行为。在反应堆延寿时需考虑奥氏体不锈钢的辐照脆化行为,即断裂韧性降低行为。辐照后断裂韧性实验数据较少,而辐照后拉伸性能实验数据较多,根据断裂韧性与拉伸性能的关系,可以用辐照后拉伸性能数据实现对辐照后断裂韧性的行为预测。为预测奥氏体不锈钢辐照脆化性能,首先根据辐照硬化和辐照后微观结构信息关联模型,利用辐照后微观结构信息实现对辐照后拉伸屈服应力的预测;再根据辐照硬化和断裂韧性的关联模型,利用辐照前的均匀延伸率、屈服应力/流体应力和断裂韧性,结合拟合获得的辐照后流体应力、均匀延伸率,实现奥氏体不锈钢辐照后断裂韧性预测,即实现对奥氏体不锈钢辐照脆化的预测。通过以上步骤,可基于辐照后微观结构信息直接预测奥氏体不锈钢辐照后的断裂韧性。利用文献中获得的奥氏体不锈钢辐照后微观结构实验数据对辐照后断裂韧性进行预测,断裂韧性预测值与文献中报道的奥氏体不锈钢断裂韧性实验值基本吻合,验证了模型的有效性。研究表明,辐照后出现的位错环是引起奥氏体不锈钢辐照脆化的主要微观结构。未来可根据实验测得或模拟计算获得的辐照后微观结构信息,实现对奥氏体不锈钢辐照脆化的预测,为反应堆延寿提供理论指导。
- 贾丽霞王东杰贺新福吴石杨文
- 关键词：堆内构件奥氏体不锈钢断裂韧性辐照脆化
- FeCr合金中Cr含量对微观结构影响的原子尺度模拟研究被引量：3
- 2018年
- 低温辐照脆化是影响铁素体/马氏体(F/M)钢服役的主要问题之一。F/M钢低温辐照脆化的主要机理是辐照产生的纳米缺陷(如位错环、α′相(富Cr团簇)等)阻碍位错运动。本文利用分子动力学方法和迈氏蒙特卡罗方法对F/M钢模型材料——FeCr合金(Fe7%Cr、Fe9%Cr、Fe14%Cr)中Cr元素析出成团簇及在位错环上偏析的机理进行研究,并分析Cr团簇析出与合金成分的关系以及位错环尺寸、位错环类型和合金中Cr含量对位错环上Cr偏析量的影响。模拟结果表明:热力学模拟后,高Cr含量(>9%)的FeCr合金中会析出Cr团簇,且基体内Cr含量越高,析出的Cr团簇尺寸越大;在所研究的3种FeCr合金中,受位错环张应力场作用,合金元素Cr均会在位错环的外围偏析,且FeCr合金中Cr含量越高,Cr在位错环上偏析量越高。低Cr的FeCr合金中Cr对其辐照硬化的影响需考虑位错环上Cr偏析的影响,高Cr的FeCr合金中Cr元素对其辐照硬化的影响需综合考虑Cr团簇及位错环上Cr偏析。
- 贾丽霞贺新福王东杰吴石豆艳坤杨文
- 关键词：位错环
- 一种辐照导致材料结构演化的模拟方法和系统
- 本申请提供了一种辐照导致材料结构演化的模拟方法和系统。所述方法包括：获取不同缺陷浓度和元素含量下的团簇的成分、团簇内原子的分布、以及团簇的几何结构；获取所述不同缺陷浓度和元素含量下的团簇中能量最低的团簇的几何结构、团簇成...
- 贺新福豆艳坤王东杰贾丽霞杨文吴石曹晗曹金利
- 文献传递
- 电子辐照条件下高纯铁中位错环演化的多尺度模拟被引量：5
- 2017年
- 辐照诱导材料微观结构演化导致的材料力学性能降级或尺寸不稳定性是限制反应堆安全与经济性的关键因素之一。本文基于速率理论建立了辐照诱导材料微观结构演化的物理模型,并开发了模拟程序Radieff。采用分子动力学计算了高纯铁中缺陷的形成能、结合能、迁移能以及间隙原子位错环的构型,在此基础上模拟了电子辐照诱导高纯铁内位错环的演化过程,并与实验结果进行了对比。基于分子动力学的计算结果表明,当间隙原子团簇包含3个间隙原子时,团簇的排列方式为〈110〉构型,间隙原子团簇包含4个以上间隙原子时,团簇排列方式变为〈111〉构型。此外基于Radieff研究了400~600K温度范围内,损伤速率为1.5×10-4 dpa/s电子辐照条件下,位错密度对位错环演化的影响,位错密度对位错环数密度及其平均尺寸的影响取决于位错以及间隙原子团簇对间隙原子的阱强度;在464K和550K温度下辐照,位错环数密度及其平均尺寸分别在位错密度增加到1011 cm-2和1010 cm-2后急剧减小,这是由于此时位错对间隙原子的阱强度会大于间隙原子团簇对间隙原子的阱强度。
- 吴石王东杰贺新福贾丽霞豆艳坤杨文
- 关键词：分子动力学高纯铁位错环辐照损伤
