本发明专利技术实施例提供一种辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法，包括：模拟含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；进行高通量筛选，筛选出能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；对筛选出的所有能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行单点能计算；通过缺陷形成能公式计算每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构中的典型缺陷与氧原子的结合能；根据结合能结合由单点能得到的电子特性参数，模拟预测辐照缺陷对含Nb锆合金腐蚀行为的影响。本发明专利技术实施例解决了现有技术难以模拟辐照缺陷对含Nb锆合金的腐蚀行为的影响的技术问题。的影响的技术问题。的影响的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法、系统及介质
[0001]本专利技术涉及一种辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法、系统及介质。
技术介绍
[0002]腐蚀性能是表征堆内结构材料服役性能的关键因素之一。锆合金具有较好的耐腐蚀性能、力学性能及辐照尺寸稳定性等优点，因此目前世界上广泛使用的压水堆通常用其作为包壳材料。Nb的热中子吸收截面小能消除对锆合金耐腐蚀性能有害的杂质元素如N，C，Al，Ti等，从而，Nb能提高锆合金的抗腐蚀性能。
[0003]目前大多数通过堆外实验研究锆合金腐蚀行为，而堆内锆合金腐蚀行为较少，且相关计算模拟极少，腐蚀机制认识不明确，而研究辐照缺陷对含Nb锆合金腐蚀行为影响的计算模拟非常重要。
[0004]然而，目前实验上很难从原子、电子尺度研究材料中原子的微观行为；分子动力学模拟方法又严重依赖于材料的经验势函数，对于多元素体系而言，构建精准的经验势函数又非常困难。
技术实现思路
[0005]为解决现有技术难以模拟辐照缺陷对含Nb锆合金的腐蚀行为的影响的技术问题，本专利技术实施例提供一种辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法、系统及介质。
[0006]本专利技术实施例通过下述技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供一种辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法，包括：
[0008]模拟含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；
[0009]对所有含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行高通量筛选，筛选出能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；
[0010]对筛选出的所有能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行单点能计算，获得每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构的单点能；
[0011]通过缺陷形成能公式计算每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构中的典型缺陷与氧原子的结合能；
[0012]根据典型缺陷与氧原子的结合能结合由单点能得到的电子特性参数，模拟预测辐照缺陷对含Nb锆合金腐蚀行为的影响。
[0013]进一步的，模拟含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；包括：
[0014]在VASP软件中模拟含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构。
[0015]进一步的，缺陷形成能公式为：
[0016][0017]其中，是间隙缺陷i的形成能；E
defct
和E
perfect
分别是含典型辐照缺陷和完美晶胞体系的能量；μ
i
是缺陷i原子的化学势，i为Zr或Nb。
[0018]进一步的，对所有含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行高通量筛选，筛选出能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；包括：
[0019]采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法结合蒙特卡洛方法对含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行高通量筛选，筛选出能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构。
[0020]进一步的，在VASP软件中模拟含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；包括：
[0021]采用平面波方法的VASP软件对含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行模拟，计算过程中，电子结构和交换关联相互作用利用PAW贋势和PBE形式的GGA近似描述；平面波截断能为400eV，k点为5
×5×
5，电子力的收敛精度为能量收敛精度为1E
‑
5eV。
[0022]进一步的，对筛选出的所有能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行单点能计算，获得每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构的单点能；包括：
[0023]提高VASP软件计算过程中的能量收敛精度为1E
‑
6eV，力的收敛精度为对筛选出的所有能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行单点能计算，得到每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构的单点能。
[0024]进一步的，典型缺陷包括点缺陷、间隙原子和/或空位团簇。
[0025]第二方面，本专利技术实施例提供一种辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟系统，包括：
[0026]模拟单元，用于模拟含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；
[0027]筛选单元，用于对所有含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行高通量筛选，筛选出能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；
[0028]单点能计算单元，用于对筛选出的所有能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行单点能计算，获得每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构的单点能；
[0029]结合能计算单元，用于通过缺陷形成能公式计算每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构中的典型缺陷与氧原子的结合能；以及
[0030]模拟预测单元，用于根据典型缺陷与氧原子的结合能结合由单点能得到的电子特性参数，模拟预测辐照缺陷对含Nb锆合金腐蚀行为的影响。
[0031]第三方面，本专利技术实施例提供一种辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟系统，包括：依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发
器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行所述辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法。
[0032]第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行所述辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法。
[0033]本专利技术实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0034]本专利技术实施例的一种辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法、系统及介质，通过模拟、高通量筛选、单点能计算、获得每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构的单点能、通过缺陷形成能公式计算得到结合能、根据结合能结合由单点能得到的电子特性参数，模拟预测辐照缺陷对含Nb锆合金腐蚀行为的影响，解决了现有技术难以模拟辐照缺陷对含Nb锆合金的腐蚀行为的影响的技术问题。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法，其特征在于，包括：模拟含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；对所有含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行高通量筛选，筛选出能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；对筛选出的所有能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行单点能计算，获得每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构的单点能；通过缺陷形成能公式计算每个能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构中的典型缺陷与氧原子的结合能；根据典型缺陷与氧原子的结合能结合由单点能得到的电子特性参数，模拟预测辐照缺陷对含Nb锆合金腐蚀行为的影响。2.如权利要求1所述辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法，其特征在于，模拟含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；包括：在VASP软件中模拟含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构。3.如权利要求2所述辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法，其特征在于，缺陷形成能公式为：其中，是间隙缺陷i的形成能；E
defct
和E
perfect
分别是含典型辐照缺陷和完美晶胞体系的能量；μ
i
是缺陷i原子的化学势，i为Zr或Nb。4.如权利要求1所述辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法，其特征在于，对所有含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行高通量筛选，筛选出能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；包括：采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法结合蒙特卡洛方法对含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行高通量筛选，筛选出能量最低的含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构。5.如权利要求2所述辐照缺陷对腐蚀行为影响的模拟方法，其特征在于，在VASP软件中模拟含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构；包括：采用平面波方法的VASP软件对含和不含典型辐照缺陷的氧原子在不同间隙占位的含Nb锆合金结构进行模拟，计算过程中，电子结构和交换关联相互作用利用PAW贋势和PBE形式的GGA近似描述；平面波截断能为400eV，k点为5
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘荣剑，覃检涛，信天缘，伍晓勇，吴璐，王青青，赵民，马聪，孔祥刚，滕常青，张伟，方忠强，毛建军，米俊峰，莫华均，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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