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核融合炉材料研究の最新の現状と課題：核融合炉材料の照射損傷モデリング

机译：聚变反应堆材料研究的最新进展和问题：聚变反应堆材料的辐照损伤建模

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核融合炉材料が，他の工業材料と比べて著しく異なるのは，放射線照射という特殊な環境で使用される点にある．照射により材料内には，多量のはじき出し欠陥（原子空孔と自己格子間原子(SIA)）や不純物（H，He，核変換生成物）が生成する．はじき出し欠陥の生成そのものは，ピコ秒かつナノメートルオーダーの現象であるが，欠陥の多くは拡散するので，時間とともに照射の影響は材料全体に拡がる．その結果，ミクロ組織や材料特性が変化（劣化）する．時間的にも空間的にも多岐のスケールにわたる現象を，マルチスケールな現象とよぶ．照射損傷過程はその代表である．照射下材料挙動を精度よく予測するには，このようなマルチスケール性を克服しなければならない．照射下材料挙動を予測するために克服すべきもうひとつの点は，材料の構造階層性である．これは，照射に限らず，材料モデリング全般の問題でもある．材料は，現象の空間スケールに応じて，原子，原子集団，連続体などとして扱われる．また，その中に不均一性の問題（材料は，母相，表面，粒界，転位，析出物等の要素を含む）が絡んでくる．要するに，構造階層性をもつ複雑な系（材料）の中で起こるマルチスケールな現象をいかにモデル化するか，というのが照射材料モデリングの課題である．
机译：核聚变反应堆材料与其他工业材料的显着不同之处在于，它用于特殊的辐射环境。辐射会在材料中产生大量的喷射缺陷（原子空位和自晶格原子（SIA））和杂质（H，He，核转化产物）。喷射缺陷的产生本身是皮秒级和纳米级的现象，但是由于许多缺陷会扩散，因此辐射的影响会随时间扩展到整个材料。结果，微观结构和材料特性改变（恶化）。在时间和空间上跨越大范围尺度的现象称为多尺度现象。辐照损伤过程是一个典型的例子。为了准确地预测材料在辐射下的行为，必须克服这种多尺度特性。为了预测材料在辐射下的行为，需要克服的另一点是材料的结构层次。这不仅限于照射，而且通常也是材料建模的问题。根据现象的空间尺度，将材料视为原子，原子团，连续体等。另外，还涉及不均匀的问题（材料包括基质，表面，晶界，重排和沉淀等元素）。简而言之，辐射材料建模的挑战在于如何对具有结构层次结构的复杂系统（材料）中发生的多尺度现象进行建模。

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