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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：本发明公开了一种轻核离位损伤截面的计算方法，首先从输入卡片读取平均原子离位阈能以及能量区划分能量点信息；然后分能量段计算弹性散射的反冲核能谱；使用蒙特卡罗程序PHITS计算去弹性散射的反冲核能谱；其次计算不同反冲核能量下的离位原子个数；最后积分获得弹性散射和去弹性散射离位损伤截面，进而求和获得总的轻核离位损伤截面。本发明首次系统地建立了轻核离位损伤截面的计算方法，为评估材料在轻核辐照条件下的辐照程度提供了基础核数据。

主权项：1.一种轻核离位损伤截面的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：从输入卡片读取平均原子离位阈能以及能量区划分能量点信息；步骤2：根据轻核能量大小，分能量段计算弹性散射的反冲核能谱；针对轻核弹性散射，需要考虑入射轻核的库伦散射、核散射以及库伦散射与核散射之间的干涉效应，但是在全能量段内无法同时考虑这三种弹性散射类型；由于不同的弹性散射类型在不同能量段的占比不同，因此基于在不同能量段内各散射类型的重要性采用不同的方法计算反冲核能谱；当入射轻核能量低于几兆电子伏时，库伦散射的占比最大，其他弹性散射类型忽略不计，屏蔽库伦散射的反冲核能谱的计算采用LNS公式1： 式中：E—入射轻核能量；T—反冲核能量；dσE,T—入射轻核能量为E，反冲核能量为T时的反冲核能谱；t—无量纲碰撞参数；aij—屏蔽函数半径；ft12—散射函数；无量纲碰撞参数的计算采用公式2： 式中：z—入射轻核的原子序数；Z—反冲核的原子序数；m—入射轻核的原子质量；M—反冲核的原子质量；e—基本电荷；屏蔽函数半径的计算采用公式3： a0—Bohr半径；散射函数的计算采用公式4：ft12＝λt12-m[1+2λt1-mq]-1q公式4系数λ，m，q的取值分别为1.309，13，23；当入射轻核能量达到5MeV时，核散射逐渐变得重要，而忽略库伦散射的屏蔽效应的影响，采用光学模型计算轻核入射时的弹性散射反冲核能谱，光学模型势函数从RIPL3数据库选取；光学模型的计算采用ECIS-06程序完成；当入射轻核能量达到50MeV或更高时，忽略核散射以及库伦散射与核散射之间的干涉效应，仅考虑库伦散射；因为高能入射粒子反应时需要考虑相对论效应，所以弹性散射反冲核能谱的计算采用考虑相对论效应的M-F公式5及公式6、公式7、公式8、公式9： 式中：c—光速；v—电子速度； —约化普朗克常数；α—精细结构常数；γ—洛伦兹系数；Tmax—反冲核最大能量；反冲核最大能量的计算采用公式10： 步骤3：在缺乏实验数据以及评价核数据的情况下，使用蒙特卡罗程序PHITS计算去弹性散射反冲核能谱；步骤4：计算不同反冲核能量下的离位原子个数；有两种模型用于离位原子个数的计算，分别是NRT模型和ARC-DPA模型，NRT模型的计算采用公式11： 式中：Ed—平均原子离位阈能；vT—离位原子数；ARC-DPA模型的计算采用公式12： 式中：ξT—效率函数；效率函数表示最终生存的缺陷数与NRT模型计算得到的缺陷数的比值，效率函数的计算采用公式13： 其中，barc和carc表示ARC-DPA模型参数；步骤5：基于反冲核能谱及离位原子数求积分得到离位损伤截面；积分获得轻核离位损伤截面的计算如公式14：

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