中科院近代物理所科研人员成功开发适于计算机模拟核材料辐照损伤的自适应加速分子动力学方法

  • 近代物理所 (中国科学院近代物理研究所)
  • 创建于 2018-02-12
  • 167

  计算机模拟是核材料辐照损伤模拟的重要方法,能够为辐照损伤机理研究、性能预测、抗辐照材料研发等提供重要的科学依据。已有的分子动力学以及加速方法,受算法的限制,仅可以模拟时间尺度至纳秒量级,无法模拟研究实际工况条件下核材料中辐照缺陷的长时间演化过程。因此,急需开发一种新算法,使其能够高效地研究核材料中长时间尺度内辐照缺陷的演化过程。 

  中科院近代物理所先进核能材料研究室的研究人员与电子科技大学、密歇根大学及伦斯勒理工的合作者首次提出了新的针对核材料中辐照损伤研究的自适应加速分子动力学方法(Self-adaptive accelerated molecular dynamics)。相对于经典分子动力学方法,这种新方法首次将模拟辐照损伤缺陷演化的时间尺度从纳秒(ns)扩展到秒、分钟及小时,极大地提升了核材料辐照损伤模拟研究的效率,并可以与实验结果进行对比。利用该方法,首次实现了Fe-He系统快慢耦合、He泡长时间扩散及生长过程研究,揭示了在He泡的无规则运动过程中瞬态间隙子辅助扩散是其主要机制的新理论解释。 

  论文2017年发表于JPCM(Journal of Physics: Condensed Matter)期刊,并入选2017 年度JPCM亮点工作(Highlights of 2017)。 

  ( 论文题目“Long-time atomistic dynamics through a new self-adaptive accelerated molecular dynamics method”, JPCM, 2017, 29, 145201。亮点链接:iopscience.iop.org/journal/0953-8984/page/Highlights-2017) 

 Self-adaptive accelerated molecular dynamics方法示意图

 

责任编辑:黄巧