計算科学手法と原子力分野における応用：第4回 連続体のシミュレーション手法と適用例（その4）

摘要

本稿では，メッシュサイズ未満のマルチスケール現象のモデル化例として，材料の放射線照射損傷過程を取り上げる。 金属材科を主たる対象として，結晶粒内における放射線環境と材料の相互作用のモデル化について述べることとする。 照射損傷過程は，第1図に示すように，本質的にマルチスケール/マルチフィジックスの現象であって，ごく短時間の物理から長時間のシステム保全を対象として，様々な時間分解能を有する評価手法を必要とする。ただし，短い時間範囲の現象のモデルを実験的に検証することは極めて困難であり，少なくとも欠陥の形成初期過程である衝突過程，冷却過程，熱的過程を評価する手法としては，現段階では，原子レベルのシミュレーションが最も優れている。 また，実験的評価が可能な時間·空間スケールで起こる拡散過程以降が支配する現象についても，放射線照射損傷に関わる多くのパラメータを自由に制御した実験を系統的に行うことは困難な場合が多く，モデル化と試験データベースを効果的に活用する「照射相関法」の構築が必要となっている。 照射相関法とは，異なった照射条件下の材料挙動を関連づけてゆく場合のスケーリング則である。 照射相関の確立のためには，様々な照射手段を利用することが有効であり，照射条件，材料条件，測定条件を意識的に変化させ，また制御した照射試験が必要である。