Математическое моделирование процессов радиационного дефектообразования на легких мишенях

Аннотация

В данной статье анализируется проблема изучения механизмов генерирования радиационных дефектов в материалах при ионном облучении. В процессе исследования были созданы алгоритмы для расчета каскадно-вероятностной функции (КВФ) и концентрации каскадных областей в зависимости от глубины облучаемого материала, что дало возможность повысить точность моделирования процессов дефектообразования. Выполненные расчеты КВФ и концентрации каскадных областей позволили выявить закономерности поведения радиационных дефектов в зависимости от физических параметров облучения. Сопоставление полученных расчетных данных с экспериментальными результатами подтвердило достоверность разработанных алгоритмов и моделей. Отличительной чертой предложенного метода является применение аналитического каскадно-вероятностного подхода, который позволяет отслеживать динамику дефектообразования на любой глубине мишени, в отличие от традиционных численных методов, требующих значительных вычислительных ресурсов. Эти результаты объясняются тем, что процесс взаимодействия частиц с веществом и образования радиационных дефектов является вероятностным и позволяет получить вероятности взаимодействия ионов с материалами (КВФ), на любой глубине облучаемого материала, что позволяет более точно моделировать процессы дефектообразования и их зависимость от физических параметров, таких как энергия, глубина. Разработанные модели и алгоритмы могут быть применены в материаловедении, микро- и наноэлектронике, при прогнозировании радиационной стойкости конструкционных материалов.