用蒙特卡罗方法建立了适用于静态复成分非晶态靶的中子输运和带电粒子辐照损伤连接模拟程序。在模拟带电粒子级联碰撞时,特别考虑了替位碰撞,修正后的DPA(Displacement Per Atom)值比未考虑时减少了10%~20%;同时统计了DPA中反常替位所占的比例。用此程序模拟研究了聚变堆中子对两种第一壁候选材料的辐照损伤,计算了中子辐照在材料中引起的PKA(Primary Knock-on Atom)、气体产生率、DPA以及它们的深度分布。计算结果表明,中子引起的辐照损伤基本上为均匀的体损伤;计算的PE-16材料的DPA值比SS316的稍高,氢气体产生率近似为SS316的两倍;氦气体产生率为SS316的1.45倍;所用聚变堆第一壁中子对PE-16材料的辐照损伤比对SS316的严重。计算中使用的核数据来自MC(87)n数据库。

用基于两体碰撞近似的计算机模拟程序MARLOWE研究能量为10keV-50keV的聚变α粒子在材料中产生的能量沉积、移位和替位碰撞以及损伤深度分布。并与蒙特卡洛模拟的结果进行了比较。与解析理论一致,辐照产生的空穴数与材料中的弹性能量沉积成正比,两者有相似的分布。文中还讨论了不同靶材料中辐照损伤的差别。

本文基于分子动力学模拟研究铝原子簇和碳原子簇轰击金薄膜的碰撞级联过程。注入原子簇的初始能量为(0.1~0.2)keV/atom。文中计算了薄膜中金原子的反冲能谱随时间的变化。结果表明,原子簇轰击后,金原子的反冲能量可高于两倍的两体碰撞最大反冲动能。该效应可用原子簇中原子与靶原子的多次碰撞及运动原子间的碰撞解释。

本文介绍一个模拟具有给定动能的离子在固体中传输及引起靶原子位移过程的Monte carlo程序,包括工作原理、物理模型和计算实例等。本程序采用两体碰撞近似研究α粒子轰击无定形靶的位移原子深度分布,并分析了位移原子深度分布与固体中能量沉积的关系。

本文用蒙特卡罗法建立了适用于静态复成份非晶态靶的中子输运程序NTGM和辐照损伤程序NRDGM,用以研究第一壁的辐照损伤。计算了EHR第一壁(316ss)的PKA能谱在30eV到1MeV之间,在平均壁负荷为1MW/m²时,平均原子位移率dpa为20.6dpa/a,平均氦产生率为247.18appm/a,平均氢产生率为721.15appm/a。用此结果与EHP结果比较得出,在相同壁负荷下,混合堆的辐照损伤比纯聚变堆严重。计算中使用的截面数据来自MC(87)n数据库。

本文介绍一个二元分层动态靶溅射的Monte Carlo模拟程序,包括工作原理、物理模型、程序设计和适用范围等。本程序采用二体碰撞近似描述原子间的散射过程,所用作用势为Molière近似的Thomas-Fermi势,并且根据需要可调节每薄层厚度及靶成分。该程序可计算几百eV~MeV离子轰击二元无定型靶的溅射产额,从而研究固体靶的择优溅射、溅射能谱、角分布及深度来源分布等。文中给出一些计算结果。

MARLOWE是一个基于两体碰撞近似模拟各类结构的固体中原子级联过程的通用计算机程序。本文简单介绍了该程序的理论基础、所采用的近似、特点及其适用的范围。文中还概述了我们用这一程序研究的部分物理工作。

本文用蒙特卡罗方法计算铝单晶中0.2微米深度发射的α粒子沿<110>轴的阻塞角分布,α粒子能量约为2MeV。文中分析了有限发射角的困难,引入了重要抽样函数,对粒子初始发射方向采用了重要抽样。结果表明,发射方向的重要抽样可以提高计算精度并得到物理上合理的分布曲线。