辛之夼，聂宁明，贺新福，王彦棡，吴 石，王 珏

(1.中国科学院 计算机网络信息中心，北京 100190；2.中国科学院大学 计算机科学与技术学院，北京 100049；3.中国原子能科学研究院，北京 102413)

材料辐照损伤一直是材料计算重要的研究领域。材料在反应堆中经受高能中子轰击产生过饱和缺陷，辐照缺陷在温度场、应力场等作用下经过长时间演化，导致材料微结构演化乃至宏观性能退化，是影响反应堆安全性和经济性的关键因素之一。随着物理理论研究的深入和高性能计算技术的发展，研究人员采用实验加先进建模再加计算模拟的手段对材料辐照损伤的复杂机理开展研究。

速率理论[1](RT)是一种用于模拟材料辐照损伤微观结构长时间演化的重要方法，相比较分子动力学(MD)、动力学蒙特卡罗(KMC)[2]这类直接模拟演化轨迹的方法，RT方法基于平均场近似，忽略了缺陷演化的空间信息，在均匀介质中采用反应速率表征缺陷间相互作用的快慢，从而实现对微观结构演化行为的高效模拟。RT方法模拟相较于模拟金属中辐照缺陷随时间演化的常用方法——实体动力学蒙特卡罗方法[3](OKMC)而言，其能模拟约100 dpa下各种类型缺陷的演化过程，远强于OKMC方法，因此在模拟高损伤剂量材料微观结构演化时，能明显体现出优势。而且RT在介观层面上进行模拟，是建立材料宏观性能与微观组织之间关联关系的重要手段。近30年来，国际上采用RT方法成功模拟了反应堆结构材料内辐照诱导各类微观缺陷随损伤剂量的演化行为，如位错环[4-5]、析出物[6]等，并用于预测辐照脆化[7]、辐照肿胀[8]等宏观性能。……