Object kinetic Monte Carlo simulations of irradiated tungsten for nuclear fusion reactors

Especies ligeras en materiales de interés para aplicaciones energéticas

“…Entre los códigos de BCA más conocidos destacan TRIM/SRIM [121,122] y MARLOWE [123,124]: el primero de ellos se ha utilizado en el desarrollo de esta tesis, a pesar de que dicho código presenta las siguientes limitaciones: (i) considera en sus simulaciones que el material del blanco es amorfo, (ii) no tiene en cuenta efectos de temperatura, y (iii) no considera fenómenos de aniquilación ni de aglomeración. No obstante, trabajos anteriores empleando BCA y OKMC han determinado que su uso es adecuado en las condiciones empleadas , ya que las restricciones impuestas por BCA son compensadas por el uso de OKMC, que sí considera la migración, aniquilación y aglomeración de las diferentes especies presentes [125].…”

“…Posteriormente, se emplean unos potenciales de correlación con el objetivo de corregir el error asociado al empleo de electrones hipotéticamente no interaccionantes, dado que el funcional de la densidad exacto no se conoce. Estos funcionales son previamente escogidos por comparación con resultados experimentales, por lo que, estrictamente, DFT no es un método ab initio puro, aunque reduce considerablemente las exigencias computacionales para resolver la ecuación de Schödinger [116,119,125].…”

“…En este sentido, en lo que respecta a H y He en W, los parámetros necesarios fueron obtenidos en trabajos previos (significando estos una parte importante de la tesis doctoral del Dr. Gonzalo Valles [125]), siguiéndose la metodología de modelado multiescala, basando la parametrización del código MMonCa en información obtenida principalmente gracias a simulaciones de DFT. No obstante, la parametrización correspondiente al comportamiento de las especies ligeras (H y He) en las GBs de wolframio constituye un trabajo original de esta tesis, por lo que, como ya se ha indicado, se incluye en una sección propia posteriormente.…”

“…Los valores obtenidos (recogidos en la Tabla 4.3), especialmente aquellos referentes al atrapamiento de H en una vacante individual (HnV) concuerdan con valores publicados previamente [149,[155][156][157][158]. Para aglomerados de defectos de mayor tamaño y, por tanto, fuera del alcance de simulaciones DFT, los valores de Eb calculados se aproximaron a la siguiente ley potencial [125]:…”

“…Aunque la migración de He en W ha sido ampliamente estudiada [161,162], la formación de los aglomerados Hen y su influencia en la movilidad son relativamente recientes [140]. De igual manera que en el caso de los aglomerados con H, se realizó una aproximación de los valores DFT a una ley potencial para estimar los valores de energía de enlace de aglomerados de mayor tamaño [125]:…”