Динаміка формування дефектів та їх анігіляції в структурі циркону за даними комп’ютерного моделювання

Abstract

Використовуючи метод молекулярної динаміки було проведено комп’ютерне моделювання (МД моделювання) для дослідження радіаційного пошкодження в цирконі (ZrSiO₄) при температурі 300 K. В якості міжатомних потенціалів використовувались букінгемівський потенціал та потенціал Морзе, а в якості атома віддачі використовували атом урану з початковою кінетичною енергією 1 кеВ. В результаті були отримані залежності кількості зміщених атомів Zr, Si та O від часу та функції радіального розподілу для пар атомів Si-O та Si-Si. Результати МД-моделювання показують, що максимальна кількість зміщених атомів (приблизно 100 атомів) досягається при t ≈ 0,27 пс, а кінцева кількість – дорівнює приблизно 70 атомів при t > 1 пс.

Используя метод молекулярной динамики, было проведено компьютерное моделирование (МД-моделирование) для изучения радиационного повреждения в цирконе (ZrSiO₄) при температуре 300 K. В качестве межатомных потенциалов использовались букингемовский потенциал и потенциал Морзе, а в качестве атома отдачи использовали атом урана с начальной кинетической энергией 1 кэВ. В результате были получены зависимости количества смещённых атомов Zr, Si и O от времени и функции радиального распределения для пар атомов Si-O и Si-Si. Результаты МД-моделирования показали, что максимальное количество смещённых атомов (100 атомов) достигается при t ≈ 0,27 пс, а конечное количество смещённых атомов равно 70 при t > 1 пс.

Molecular dynamics simulation with Buckingham and Morse empirical potentials has been used to study radiation damage in zircon (ZrSiO₄) at 300 K, where a uranium atom was used as the primary knock-on atom with a kinetic energy of 1 keV. The dependence of number of displaced Zr, Si and O atoms versus simulation time and Si-O and O-O RDF functions have been drawn. The results of the MD simulations show that the maximal number of displaced atoms is closely equal to 100 for t ≈ 0.27 ps, and the end number of displaced atoms is closely equal to 70 for t > 1 ps.