journal article·2010-08

Microstructural evolution of irradiated tungsten: Ab initio parameterisation of an OKMC model

C.S. Becquart, C. Domain, U. Sarkar, A. DeBacker, M. Hou

Journal of Nuclear Materials· Volume 403· Issue 1-3
Publisher page

Abstract

It is important to develop an understanding of the evolution of W microstructure under the conditions expected in the International Thermonuclear Experimental Reactor as well as the DEMOnstration Power Plant, Modelling techniques can be very helpful in this regards. In this paper, an object kinetic Monte Carlo code has been parameterised on ab initio calculations to model the behaviour of helium atoms implanted in tungsten, in the presence or not of the point defects created during the implantation. The slowing down of atomic helium in tungsten as well as the associated Frenkel Pair production is determined using the Marlowe code and is described in a paper companion to this one. The OKMC simulations indicate that He desorption results from a competition between the formation of mobile clusters and sessile ones, and it is thus very important to model correctly their spatial distributions as well as their properties.
Source: openaire · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Fusion materials and technologies · Nuclear Materials and Properties · Metal and Thin Film Mechanics

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

References (100+)

Show source-provided references
1. M. Hou, C. Ortiz, C.S. Becquart, C. Domain, U. Sarkar, A. Debacker, Companion Paper.
2. Domain · J. Nucl. Mater. · 2004 · 335 · 12110.1016/j.jnucmat.2004.07.037 ↗
3. Evans · Nature · 1981 · 291 · 31010.1038/291310a0 ↗
4. Young · Proc. Phys. Soc. · 1966 · 89 · 73510.1088/0370-1328/89/3/329 ↗
5. Bortz · J. Comp. Phys. · 1975 · 17 · 1010.1016/0021-9991(75)90060-1 ↗
6. Johnson · 1972 · 301
7. Johnson · Phys. Rev. B · 1978 · 18 · 2940
8. Johnson · Phys. Rev. B · 1983 · 27 · 201410.1103/PhysRevB.27.2014 ↗
9. Finnis · Philos. Mag. A · 1984 · 50 · 4510.1080/01418618408244210 ↗
10. Harder · Philos. Mag. A · 1986 · 54 · 65110.1080/01418618608244024 ↗
11. Ackland · Philos. Mag. A · 1986 · 54 · 30110.1080/01418618608242900 ↗
12. Ackland · Philos. Mag. A · 1987 · 56 · 1510.1080/01418618708204464 ↗
13. Harder · Philos. Mag. A · 1988 · 58 · 16510.1080/01418618808205181 ↗
14. Johnson · J. Mater. Res. · 1989 · 4 · 119510.1557/JMR.1989.1195 ↗
15. Hu · Comput. Mater. Sci. · 2002 · 23 · 17510.1016/S0927-0256(01)00238-5 ↗
16. Carlsson · Mater. Res. Soc. Symp. Proc. · 1991 · 209 · 16510.1557/PROC-209-165 ↗
17. Baskes · Phys. Rev. B · 1992 · 46 · 272710.1103/PhysRevB.46.2727 ↗
18. Lee · Phys. Rev. B · 2001 · 64 · 18410210.1103/PhysRevB.64.184102 ↗
19. Foiles · Phys. Rev. B · 1993 · 48 · 428710.1103/PhysRevB.48.4287 ↗
20. Xu · Surf. Sci. · 1994 · 301 · 37110.1016/0039-6028(94)91317-X ↗
21. Wang · J. Appl. Phys. · 1995 · 78 · 123
22. Xie · Phys. Rev. B · 1997 · 56 · 5234
23. Mundim · J. Mol. Struct. (Theochem) · 2001 · 539 · 19110.1016/S0166-1280(00)00788-0 ↗
24. Juslin · J. Appl. Phys. · 2005 · 98 · 12352010.1063/1.2149492 ↗
25. Derlet · Phys. Rev. B · 2007 · 76 · 05410710.1103/PhysRevB.76.054107 ↗
26. Mrovec · Phys. Rev. B · 2007 · 75 · 10411910.1103/PhysRevB.75.104119 ↗
27. Domain · Phys. Rev. B · 2001 · 65 · 024103/110.1103/PhysRevB.65.024103 ↗
28. Terentyev · J. Nucl. Mater. · 2006 · 351 · 6510.1016/j.jnucmat.2006.02.020 ↗
29. Attardo · Phys. Rev. Lett. · 1967 · 19 · 7310.1103/PhysRevLett.19.73 ↗
30. DiCarlo · Phys. Rev. · 1969 · 178 · 105910.1103/PhysRev.178.1059 ↗
31. Okuda · Phys. Rev. Lett. · 1975 · 34 · 81510.1103/PhysRevLett.34.815 ↗
32. Guinan · Phys. Rev. B · 1977 · 13 · 69910.1103/PhysRevB.15.699 ↗
33. Carlberg · J. Phys.: Condens. Matter · 2000 · 12 · 7910.1088/0953-8984/12/1/307 ↗
34. Nguyen Manh · Phys. Rev. B · 2006 · 73 · 2010110.1103/PhysRevB.73.020101 ↗
35. Becquart · Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B · 2007 · 255 · 2310.1016/j.nimb.2006.11.006 ↗
36. Dausinger · Philos. Mag. A · 1978 · 37 · 81910.1080/01418617808239211 ↗
37. Coltman · Phys. Rev. · 1967 · 156 · 71510.1103/PhysRev.156.715 ↗
38. Maury · Radiat. Effects · 1978 · 38 · 5310.1080/00337577808233209 ↗
39. Amano · J. Appl. Phys. · 1984 · 56 · 98310.1063/1.334039 ↗
40. Dausinger · Phys. Rev. Lett. · 1975 · 35 · 177310.1103/PhysRevLett.35.1773 ↗
41. Tanimoto · J. Phys. IV · 1996 · C8 · C8-28510.1051/jp4:1996861 ↗
42. Dudarev · C.R. Phys. · 2008 · 9 · 40910.1016/j.crhy.2007.09.019 ↗
43. Fikar · J. Nucl. Mater. · 2009 · 386–388 · 9710.1016/j.jnucmat.2008.12.068 ↗
44. «Point defects» of «Physical Metallurgy»
45. Maier · Philos. Mag. A · 1979 · 40 · 70110.1080/01418617908234869 ↗
46. Neumann · Philos. Mag. · 1990 · 61 · 56310.1080/01418619008231935 ↗
47. Mehrer · 1990 · vol. 26 · 48
48. C.C. Fu, Unpublished Results.
49. Balluffi · J. Nucl. Mater. · 1978 · 69, 70 · 24010.1016/0022-3115(78)90247-7 ↗
50. Mundy · Philos. Mag. A · 1987 · 56 · 85110.1080/01418618708204493 ↗
51. Satta · Phys. Rev. B · 1998 · 57 · 1118410.1103/PhysRevB.57.11184 ↗
52. Fikar · Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. B · 2009 · 267 · 321810.1016/j.nimb.2009.06.075 ↗
53. Guellil · J. Mater. Res. · 1992 · 7 · 63910.1557/JMR.1992.0639 ↗
54. Carlberg · J. Phys.: Condens. Matter · 1999 · 11 · 650910.1088/0953-8984/11/34/302 ↗
55. Wilson · 1972 · 375
56. Caspers · Delft Progress Rep., Ser. A: Chem. Phys. Chem. Phys. Eng. · 1974 · 1 · 39
57. Abrahamson · Phys. Rev. · 1963 · 130 · 69310.1103/PhysRev.130.693 ↗
58. Wilson · Radiat. Effects · 1974 · 22 · 6310.1080/00337577408232147 ↗
59. Kornelsen · Radiat. Effects · 1972 · 13 · 22710.1080/00337577208231184 ↗
60. Beck · Mol. Phys. · 1968 · 14 · 31110.1080/00268976800100381 ↗
61. Henriksson · Phys. Scripta · 2004 · T108 · 9510.1238/Physica.Topical.108a00095 ↗
62. Delley · J. Chem. Phys. · 1990 · 92 · 50810.1063/1.458452 ↗
63. van Veen · Mater. Sci. Forum Vol. · 1987 · 15–18 · 310.4028/www.scientific.net/MSF.15-18.3 ↗
64. Becquart · Phys. Rev. Lett. · 2006 · 97 · 19640210.1103/PhysRevLett.97.196402 ↗
65. Fu · Phys. Rev. B · 2005 · 72 · 06411710.1103/PhysRevB.72.064117 ↗
66. Picraux · Phys. Rev. Lett. · 1974 · 33 · 121610.1103/PhysRevLett.33.1216 ↗
67. Ligeon · J. Appl. Phys. · 1986 · 59 · 10810.1063/1.336850 ↗
68. Nagata · J. Nucl. Mater. · 2000 · 283–2887 · 103810.1016/S0022-3115(00)00215-4 ↗
69. Picraux · J. Nucl. Mater. · 1974 · 53 · 24610.1016/0022-3115(74)90251-7 ↗
70. Seletskaia · Phys. Rev. Lett. · 2005 · 94 · 04640310.1103/PhysRevLett.94.046403 ↗
71. Juslin · J. Nucl. Mater. · 2008 · 382 · 14310.1016/j.jnucmat.2008.08.029 ↗
72. Gao · J. Nucl. Mater. · 2010 · 400 · 24010.1016/j.jnucmat.2010.03.009 ↗
73. Seletskaia · J. Nucl. Mater. · 2007 · 367–370 · 35510.1016/j.jnucmat.2007.03.018 ↗
74. Wagner · Phys. Rev. Lett. · 1979 · 42 · 51510.1103/PhysRevLett.42.515 ↗
75. Kresse · Phys. Rev. B · 1993 · 47 · 55810.1103/PhysRevB.47.558 ↗
76. Kresse · Phys. Rev. B · 1994 · 49 · 1425110.1103/PhysRevB.49.14251 ↗
77. Kresse · Phys. Rev. B · 1999 · 59 · 175810.1103/PhysRevB.59.1758 ↗
78. Perdew · Phys. Rev. B · 1991 · 45 · 1324410.1103/PhysRevB.45.13244 ↗
79. Monkhorst · Phys. Rev. B · 1976 · 13 · 518810.1103/PhysRevB.13.5188 ↗
80. Soltan · J. Appl. Phys. · 1991 · 70 · 79310.1063/1.349636 ↗
81. Nicholson · J. Nucl. Mater. · 1978 · 76,77 · 25110.1016/0022-3115(78)90150-2 ↗
82. Iwakiri · J. Nucl. Mater. · 2000 · 283–287 · 113410.1016/S0022-3115(00)00289-0 ↗
83. P. Jung, Private communication.
84. Masuda · J. Phys. · 1982 · 43 · 92110.1051/jphys:01982004306092100 ↗
85. Buswell · Philos. Mag. · 1970 · 22 · 78710.1080/14786437008220947 ↗
86. Buswell · Philos. Mag. · 1970 · 22 · 39110.1080/14786437008228231 ↗
87. Häussermann · Philos. Mag. · 1972 · 25 · 56110.1080/14786437208228892 ↗
88. Häussermann · Philos. Mag. · 1972 · 25 · 58310.1080/14786437208228893 ↗
89. Rau · Philos. Mag. · 1970 · 18 · 107910.1080/14786436808227526 ↗
90. Seidman · Surf. Sci. · 1978 · 70 · 53210.1016/0039-6028(78)90430-2 ↗
91. Takaki · Radiat. Effects · 1983 · 79 · 8710.1080/00337578308207398 ↗
92. Vehanen · Phys. Rev. B · 1982 · 25 · 76210.1103/PhysRevB.25.762 ↗
93. D. Kato, Private communication.
94. Becquart · J. Nucl. Mater. · 2009 · 385 · 22310.1016/j.jnucmat.2008.11.027 ↗
95. Becquart · Comput. Mater. Sci. · 2007 · 40 · 11910.1016/j.commatsci.2006.11.005 ↗
96. Picraux · Appl. Phys. Lett. · 1976 · 28 · 17910.1063/1.88715 ↗
97. Nagata · Nucl. Instrum. Methods, B · 2006 · 242 · 55310.1016/j.nimb.2005.08.068 ↗
98. Matolich · Scripta Met. · 1974 · 8 · 83710.1016/0036-9748(74)90304-4 ↗
99. Williams · Metall. Trans. A · 1983 · 14 · 65510.1007/BF02643781 ↗
100. Herschitz · Acta Met. · 1984 · 32 · 114110.1016/0001-6160(84)90121-4 ↗