Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия:

М. А. Федина, инженер, эл. почта: MAFedina@mephi.ru

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»¹, Москва, Россия; Aalto University School of Science², Эспоо, Финляндия:

М. Г. Ганченкова, доцент¹, приглаш. науч. сотр.²

Энергетические параметры точечных дефектов в вольфраме, предсказываемые многочисленными опубликованными первопринципными расчетами, заметно различаются, что вызывает закономерное сомнение в достоверности их предсказаний. Одной из возможных причин этого может быть некорректный подбор расчетных параметров. На примере самых простых точечных дефектов (моно- и дивакансия, атом водорода) проведено систематическое изучение чувствительности рассчитываемых энергетических параметров дефектов к выбору основных параметров расчета. Проведенное исследование показало, что для вольфрама обеспечение приемлемой точности расчетов накладывает довольно жесткие ограничения на минимально допустимые значения расчетных параметров, не соблюдавшиеся во многих уже опубликованных работах. Это еще раз подчеркивает важность проведения предварительных детальных тестов на сходимость получаемых результатов при первопринципных расчетах.

Работа выполнена в центре «Ядерные системы и материалы» при государственной поддержке Программы повышения конкурентоспособности НИЯУ МИФИ (соглашение с Минобрнауки РФ от 27 августа 2013 г. № 02.а03.21.0005). Расчеты выполнены с использованием суперкомпьютерного комплекса CSC (Эспоо, Финляндия).

1. Marinica M.-C., Ventelon L., Gilbert M. R. Interatomic potentials for modeling radiation defects and dislocations in tungsten // Journal of physics: condensed matter. 2013. Vol. 25. P. 1–15.
2. Heinola K., Ahlgren T., Nordlund K. Hydrogen interaction with point defects in tungsten // Physical review. 2010. B. 82. P. 094102-1–094102-5.
3. Кон В. Электронная структура вещества — волновые функции и функционалы плотности // Успехи физических наук. 2002. Т.172, № 3. С. 336–348.
4. Ventelon L., Willaime F., Chu-Chun Fu. Ab initio investigation of radiation defects in tungsten: Structure of self-interstitials and specicity of di-vacancies compared to other bcc transition metals // Journal of Nuclear Materials. 2012. Vol. 425. P. 16–21.
5. Kato D., Iwakiri H., Morishita K. First-principle Study on Binding Energy of Vacancy-Hydrogen Cluster in Tungsten // J. Plasma Fusion Res. 2009. Vol. 8. P. 404–407.
6. Nguyen-Manh D., Horsfield A. P., Dudarev S. L. Self-interstitial atom defects in bcc transition metals: Group-specic trends // Physical Review. 2006. B. 73. P. 020101-1–020101-4.
7. Carling K., Wahnström G., Mattsson T. R. Vacancies in metals: from first-principles calculations to experimental data // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. P. 3862–3865.
8. Yi-Nan Liu, Ahlgren T., Bukonte L. Mechanism of vacancy formation induced by hydrogen in tungsten // AIP Advances. 2013. Vol. 3, Is. 12. P. 122111-1–122111-12.
9. Johnson D. F. Hydrogen in tungsten: Absorption, diffusion, vacancytrapping, and decohesion // J. Mater. Res. 2010. Vol. 25, No. 2. P. 315–327.
10. Hong-Bo Zhou, Shuo Jin, Ying Zhang. Anisotropic Strain Enhanced Hydrogen Solubility in bcc Metals: The Independenceon the Sign of Strain // Phys. rev. letters. 2012. Vol. 109. P. 135502-1–135502-5.
11. Effenberg G. Landolt-Bornstein. Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology: Refractory Metal Systems. — Berlin : Springer Verlag, 1991. Vol. 11. P. 1–13.