Д. В. Харьков графит в науке и ядерной технике г. Новосибирск 013 Монография

3.4. Оценка скорости отжига области аморфизации в графите 
 
При торможении высокоэнергетических частиц в материале мишени в 
области наибольшего выделения энергии (приблизительно на глубине 5 мм 
от бомбардируемой поверхности) возможно образование аморфной 
областей. Так как выше было показано, что скорость диффузии водорода 
(дейтерия) сильно зависит от структуры материала, встает вопрос о времени 
существования 
аморфных 
областей, 
вызывных 
радиационным 
повреждением. Эта информация также будет включена в модель накопления 
и выхода водорода из материала мишени.
С целью оценки времени отжига были проведены прямые МД расчеты 
в следующей постановке. В центре образца графита создавалась аморфная 
область размером 1/27 от объема образца (см. рис. 3.19) 
Рис. 3.19
Аморфная область в центре графитового образца 
Образец выдерживался при температуре 1800
0
С в течении 400 пс. Для 
определения структуры использовался Метод Адаптивного Шаблона [109], 
позволяющий определить принадлежность атома к кристаллической решетке 
или к аморфной структуре. Эволюция размера аморфной области во времени 

---

104 
показана на рис.3.20. Аппроксимация результатов расчетов дает величину 
скорости отжига 
2
0
/
A L L
, где 
А=1.5 10
11
 1/c, L
0
=4 нм. 
Рис.3.20.
Эволюция размера аморфной области во времени. 
*** 
Таким образом, используя методы молекулярной динамики и 
компьютерного моделирования, в этой главе была проведена оценка 
скорости наработки дефектов в углеродной мишени инициируемых пучком 
дейтонов с энергией до 40 МэВ. Оценено распределение скорости внедрения 
ионов дейтерия в мишени, а также распределение мощности дозы. Показано, 
что наибольшие концентрации дейтерия сосредоточены за областью 
максимального радиационного воздействия (область максимальной скорости 
наработки дефектов). Для оценки влияния радиационного воздействия 
дейтерия на материал мишени необходимо изучение вопросов отжига 
дефектов при рабочих температурах мишени. Особенно это важно, когда 
радиационная нагрузка на материал неравномерна из-за вращения мишени 
0
1
2
3
4
5
6
7
x 10
6
2700
2800
2900
3000
3100
3200
3300
3400
3500
3600
Time Steps 
N
u
m
b
e
r 
o
f 
a
to
m
s
i
n
a
m
o
rp
h
o
u
s
r
e
g
io
n

---

105 
(радиационная нагрузка продолжительностью ~0.01 сек, сменяется ~0.99 сек 
отжига). Другим вопросом является особенности взаимодействия дейтерия с 
графитом: подвижность дейтерия, его способность образовывать химические 
соединения D
2
, CD
4
и способность к десорбции, как в атомарном состоянии, 
так и в составе молекул [93]
при рабочих параметрах мишени.