摘要：当今时代，工业技术发展迅速，使得人类的生活得到了很大的方便与高效，工业技术优先发展工业能源，但是随着人类发展的需求，工业能源也在日益减少，预计未来很快就会被开发到底。所以发现与发展新能源是必须的途径。

在大自然中，还有如太阳能，风能，水能，潮汐能和核能等其他多种能源，目前最最高效的当属核能。以后可控热核聚变堆是干净、可控和源源不断的高效能源，为了开发出能够适应核聚变反应堆环境的材料来制造聚变反应堆，，这种材料的选取十分严格，该材料主要包括硅材料、氚增殖材料、反射层材料、慢化剂材料和绝缘材料以及屏蔽材料等多种有效的材料，虽说材料选择很多，但是优先使用的是硅材料。当硅材料面对等离子体时，高热流等离子体会对硅材料进行强烈辐照，该辐照是硅材料必须经受住的，还有14MeV 中子和高通量的逃逸离子的轰击，它所处于的工作环境十分恶劣。第一壁材料的损伤剂量相比于核电站元件包壳材料的损伤剂量要大的很多，至少达到核电站的10000 倍，同时也会产生非常多的嬗变氦、氢等有害物质，目前在面向等离子体时，科技的不足尚未找到合适的材料。所以聚变堆能否研发成功，材料是十分重要的因素。特别是当选取的材料在辐照下也能满足上述所提到的要求，选取材料的性能会直接影响到核反应堆的安全性，稳定性，高效性和可靠性。

上面提到的都对核材料提出了更多更高的要求，特别是核材料在经受辐照时所呈现出来的性能变化，所以核材料的研究境地十分严峻。 在核反应堆中用到的材料原子与中子等辐照粒子会发生撞击，从而产生缺陷，同时有嬗变元素的生成，该缺陷和嬗变元素会让材料在性能上发生一定的的改变，该变化就叫做辐照效应，材料性能的降低叫做辐照损伤，这将直接加大我们对核材料的研发难度。辐照效应是由入射粒子和晶格原子的相互作用所形成的，这里面有碰撞过程、缺陷形成过程和微观结构演化过程，这些都会引起辐照肿胀、微观结构的变化以及辐照生长并在缺陷复合时会放出潜在的部分能量。目前在发展聚变堆技术时，关键问题是聚变堆材料的要求，特别是聚变堆材料需要经受强流中子的辐照，辐照过程中损伤剂量很高，且伴随着嬗变氢、氦，亟需材料辐照效应数据来评价其工程应用可能性。但是目前该操作尚不完善，国内外都缺少该强流中字的实验与分析，当前挑选合适的材料，我们主要通过计算机辐照模拟技术方法来实现材料的挑选。

在论文的第一章中，我们介绍了硅的发展历史、研究背景和基本性质，同时，还介绍了辐照效应以及辐照缺陷的定义。

第二章则是本论文的核心内容，硅材料辐照损伤的分子动力学模拟研究。通过分子动力学模拟，建立辐照损伤和材料密度，环境温度之间的联系,并且掌握识别缺陷的方法。

第三章总结了这篇论文的主要内容，并对硅材料研究的未来前景作出了展望。

关键词：硅材料; 辐照损伤; 分子动力学模拟

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 背景介绍-1

1.1硅的简介-1

1.1.1硅的研究历史-1

1.1.2硅的性质-2

1.1.3硅的研究前景-2

1.2辐照损伤-2

1.2.1辐照效应-2

1.2.2辐照缺陷-2

第2章 硅材料辐照损伤的分子动力学模拟-3

2.1建立模型-4

2.2体系的能量最小化和驰豫-5

2.3时间步长的设置-6

2.4缺陷的识别办法-6

2.5模拟结果和讨论-6

第3章 总结和展望-9

参考文献-10

致谢-11