3. Обработка результатов

Обработка результатов моделирования включает в себя постро­ение графиков, расчет характеристик каскадного процесса и срав­нение полученных результатов с предсказаниями теоретических моделей.

Перевод из безразмерных величин в размерные

По величине плотности начального энерговыделения рассчитать энергию Е первично выбитого атома. Для расчета положить, что на кинетической стадии энергия передается среде в объеме V = 4L³/3 и воспользоваться приближенной оценкой (см. [l] ):

L = Е/(2²СN )

где N = ₀/m_a – атомная плотность (m_a – средняя масса ато­ма), а С = 2.510^–17Z^5/3 (эВсм² ).

Определив энергию ПВА, рассчитать значения масштабных мно­жителей преобразования безразмерных величин в размерные. При пе­ресчете воспользоваться характеристиками материала, приведенными в таблице I.

Графическое представление результатов

1. В безразмерных координатах:

- на одном графике построить серию зависимостей Р(r) для всех моментов времени. На каждом графике указать точку, соответствую­щую давлению фронта ударной волны;

- построить график зависимости давления на фронте ударной волны от времени. По пересечению графика с прямой Р = 1/2 определить точный момент прекращения каскадного процесса t_ок;

- построить график зависимости перемещенной массы от времени. Определить величину массы, перемещенной на момент времени t_ок;

- построить график зависимости положения фронта ударной волны R_sh от времени. Графическим дифференцированием определить скорость ударной волны С_sh для 5-6 моментов времени.

2. В размерных координатах:

• построить график функции  (r) при t = t_ок. Определить общий размер (радиус) каскадной области повреждения и радиус обедненной зоны;

• построить график зависимости скорости ударной волны Csh от времени. Нанести на график значение гидродинамической скорости звука в материале С₀=(B/₀)^1/2

Расчет параметров каскада

Поделив величину перемещенной массы m на m_а, определить общее количество выбитых атомов (каскадную функцию (E)). Сравнить полученное значение с величиной, полученной по модели Кинчина-Пиза, и определить каскадную эффективность . Рассчитать среднюю атомную концентрацию пар Френкеля по объему каскадной области и среднюю концентрацию вакансий в обедненной зоне.

Таблица 1

Основные характеристики облучаемых материалов

Элемент	Cu	Nb	Mo	Ag	Ta	W	Pt	Au	Pb	U
Атомный номер, Z	29	41	42	47	73	74	78	79	82	92
Атомная масса, а.е.м.*	6.5	92.9	95.9	108	181	184	195	197	207	238
 , г/см3	8,93	8,58	10,2	10,5	16,7	19,3	21,5	19,3	11,3	19,1
В, ГПа	137	170	273	101	200	323	278	173	43	98,7
Ed, эВ	20	30	35	26	32	45	35	40	9	36

* – 1а.е.м. = 1,6610^–27 кг; 1 эВ=1,60210^–19 Дж

4. Контрольные вопросы

При сдаче отчета по лабораторной работе, кроме знания основ­ных характеристик каскадного процесса (определений, расчетных формул, связи между ними), необходимо быть готовым к ответу на следующие типичные вопросы.

1. Какая доля энергии ПВА идет на образование радиационных дефектов, а какая на радиационный нагрев?

2. Как различаются каскадная эффективность и структура кас­кадной области повреждения для разреженных и плотных каскадов?

3. Как интерпретировать график (r) на языке радиационных дефектов? В каком случае можно говорить об образовании сложных вакансионных комплексов, а в каких об образовании вакансионных пор?

4. В каком состоянии находятся в каскаде междоузельные ато­мы?

5. Как изменится характер радиационного повреждения (график (r)) при изменении:

- энергии ПВА?

- заряда (массы) атомов материала?

- модуля всестороннего сжатия материала?