超多粒子系マイクロメカニックスに基づく原子炉圧力容器の経年変化評価と長寿命化
【研究分野】エネルギー学一般・原子力学
【研究キーワード】
マイクロメカニックス / 原子炉圧力容器 / 経年変化 / 分子動力学 / 材料データベース / 照射効果
【研究成果の概要】
1.大規模解析に対応するためにEWSクラスタおよびCRAY-T3Dを用いて並列計算を行った。並列化はPVMを利用してメッセージパッシング方式のspatial deomposition法で行なった。その結果、ワークステーション4台のクラスタを用いた計算で90%近い並列化効率が得られた。さらにT3Dを用いた計算により、現世代の超並列計算機を用いれば100万原子程度の実用的なMDシミュレーションが十分行なえることが確認された。2.モデル合金を対象としてイオン照射実験を行い、材料中に形成された電子顕微鏡の検出限界以下の微小な欠陥と組織変化を低速陽電子ビームを利用した実験によって検出することを試みた。また、イオン照射されたモデル合金における表面硬さ変化を極微小硬度計によって調べ、上記のミクロな構造変化とマクロな硬化と脆化過程との相関を明らかにすることを目的とした実験を行った。MOLDYCASKという分子動力学計算プログラムを使用し、原子間ポテンシャルはEAM(Embedded Atom Method)を用いて、カスケード間の距離が変化した場合の、残存欠陥量、欠陥生成の機構などのカスケード損傷の過程を調べた。計算はCuについて行い、体系は一辺が24a_0(a_0は格子定数)の立方体で、55296個の原子を含む。この体系を周期境界条件で囲んだ。3.MD計算の基礎データとして原子間ポテンシャルライブラリーのスキーマの設計およびその評価・改良・流通のためのワークベンチの設計を行い、WWWサーバー上での公開に向けての準備を行った。また、TBA近似を用いた原子クラスター計算を行い、超多粒子系の計算可能性についての基礎データを得た。
【研究代表者】