Введение к работе
Актуальность исследований. При исследовании процессов миграции дефектов в кристаллах одними из актуальных проблем являются вопросы о моделях элементарных актов миграции дефектов, о взаимосвязи между элементарными процессами и макроскопическими явлениями переноса (диффузия, электропроводность), о возможности количественного описания реальных объектов методами моделирования на ЭВМ и о способах применения таких методов.
Поскольку характер макроскопических явлений переноса, обусловленных . движением точечных дефектов в кристалле, определяется, в конечном итоге, элементарными процессами взаимодействия и миграции этих дефектов.то расшифровка связей между этими процессами и макропереносом является одной из основных задач, решение которых может позволить целенаправленно управлять свойствами кристаллов и создавать материалы с заранее заданными характеристиками.
В настоящее время, большой объем исследований проводится по системам "металл-водород" (гидриды металлов). высокий коэффициент диффузии и хорошая растворимость водорода в металлах делают эти системы очень привлекательными для теоретических исследований и особенно для моделирования на ЭВМ. Особый интерес, к ним возник в связи с проблемой холодного ядерного синтеза как в плане достоверности существования самого этого явления, так и в плане возможных механизмов его реализации. Таким образом,. задача исследования механизма возникновения холодного ядерного синтеза является своевременной н актуальной.
Целью настоящей работы является исследование двух аномальных эффектов, возникающих при миграции междоузельных дефектов в твердых телах:
1 - исследование аномального изотопического эффекта
коэффициента диффузии (с выходом иа модель элементарного
диффузионного скачка);
2 исследование аномального взаимодействия между атомами
дейтерия при фазовых переходах в дейтеридс палладия (с выходом на
возможный механизм осуществления холодного ядерного синтеза).
Научна^ новизна результата», полученных в данной работе, состоит в следующем:
разработан специализированный программный комплекс для исследования процессов взаимодействия и миграции точечных дефектов в кристаллах методом молекулярной динамики;
- разработан новый метод расчета подвижности дефектов в
кристаллах (метод разогрева), дающий значительную экономию
машинного времени;
обнаружена аномалия (минимум) на изотопической зависимости коэффициента примесной диффузии вблизи равенства масс примеси и атома кристалла, рассмотрены причины и условия ее возникновения;
проведено обоснование физической модели элементарного скачка в прямых диффузионных процессах при междоузельной примесной диффузии;
- методом МД проведены расчеты в обоснование гипотезы о
существовании связи явления холодного ядерного синтеза с фазовыми
переходами в системах "металл-водород", предложен возможный
механизм его реализации.
Научная н практическая значимость результатов работы.
- Создан программный комплекс для моделирования на ЭВМ ''
поведения дефектов в кристаллах методом молекулярной динамики.
/>
' Разработан и апробирован новый "быстрый" метод моделирования на ЭВМ - метод разогрева .
- Предложенные соображения о механизмах реализации холодного
ядерного синтеза могут оказаться полезными для понимания природы
этого явления.
Приведенное обоснование выбора модели элементарного диффузионного скачка может быть использовано для построения аналитических теорий'диффузии дефектов в кристаллах. ' Ш защиту выносится:
специализированный программный комплекс для моделирования на ЭВМ явлений переноса в твердых телах методом МД и принципы его построения;
сокращенный метод расчета подвижности дефектов в кристаллах -метод разогрева;
существование резонансного эффекта на изотопической зависимости коэффициента примесной диффузии вблизи равенства масс іримеси и атома решетки при наличии короткодействующего потенциала ззаимодействия "примесь-решетка";
- обоснование модели элементарного диффузионного скачка
леждоузельных примесей в кристаллах;
- расчеты, подтверждающие гипотезу о связи явления холодного
:интеза с фазовыми переходами в гидридах металлов, предполагаемые
иехакизмы его осуществления.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы юкладывалнсь и обсуждались на 29-й (г.Алма-Ата, 1989г.), 31-й (г.Сумы, 990г.) и 32-й (г.Минск, 1991г.) Всесоюзных семинарах по юделнрованию на ЭВМ радиационных и других дефектов в'кристаллах. Содержание диссертации отражено в 5 печатных публикациях.
Структура и объем работы. Диссертации состоит из введения, етырех глав, выводов, списка использованной литературы. Объем
работы - 121 с.,из них основного текста 107 с..рисунков - 18, таблиц 4, список литературы содержит 90 наименований.
