核材料中子輻照損傷的團簇動力學模擬綜述

鄭淇蓉，魏留明，李永鋼,*，張傳國，曾 雉

(1.中國科學院 合肥物質科學研究院 固體物理研究所 材料物理重點實驗室，安徽 合肥 230031;2.中國科學技術大學 科學島分院，安徽 合肥 230031)

核能(核聚變/核裂變)是理想的可再生能源，對于解決能源及環境問題具有重要的戰略意義。鐵(Fe)和鎢(W)基等材料均是核能裝置中典型的備選結構材料。其中Fe基材料如鐵素體馬氏體鋼由于具有良好的抗輻照性能、低活化性和低腫脹率，已被選作反應堆的壓力容器材料[1]。W基材料由于其高熔點、高熱導、良好的機械性能和抗熱沖擊性以及低的氘滯留率、中子濺射產額和嬗變概率等優點，不僅被選為ITER裝置中唯一的偏濾器材料，也被認為是未來核聚變反應堆中面向等離子體的首選材料[2]。

核能裝置中的結構材料尤其面向等離子體材料會面臨高溫和高能粒子(電子、D/T/He離子和中子)轟擊的極端輻照環境。其中核材料在MeV中子輻照下會產生大量的離位點缺陷和嬗變產物。這些缺陷進一步演化會導致材料產生宏觀損傷，從而直接影響材料的穩定性和力學性能[3]。因此理解中子輻照損傷微觀機制及其與材料失效之間的關系對構建安全且長期穩定運行的核反應堆至關重要。結構材料在實驗研究上存在困難[4-5]，實驗探測技術不僅很難揭示缺陷的微觀物理機理，更不能實現對材料輻照性能變化的精準預測。作為實驗的補充手段之一，核材料輻照損傷的理論模擬對于系統深入地了解損傷效應的基本規律至關重要。

材料的輻照效應是一個長時間、多尺度和多微觀機制耦合的動力學過程[6]。介觀尺度動力學模型如動力學蒙特卡羅(KMC)、團簇動力學(CD)模型和離散位錯動力學(DDD)等是連接原子尺度和宏觀尺度模型的橋梁。其中基于速率理論的KMC和CD方法被廣泛應用于核材料輻照損傷研究。這兩種方法均需要原子尺度方法提供輸入參數，通過模擬缺陷(團簇)的擴散-反應過程來研究缺陷隨時間、空間和尺寸的變化。KMC方法雖然包含了缺陷的空間關聯和隨機效應，可更為準確地模擬缺陷的動力學演化過程，然而它通常僅適用于模擬短時間、小尺寸、低劑量和中等缺陷密度的體系，很難模擬真實的反應堆中子輻照效應。而基于平均場近似的CD模型計算效率高，可在同一框架下快速描述在不同時間尺度下發生的缺陷反應事件。此外，CD不僅可實現與透射電子顯微鏡(TEM)相同的空間分辨率，也能對單缺陷和小尺寸缺陷團簇進行定量描述。因此，CD可模擬反應堆輻照劑量下的缺陷在跨時間尺度(ps-year)和空間尺度(nm-m)范圍內的動力學演化過程。然而，傳統的CD方法忽略了缺陷的空間關聯效應而錯誤估計了缺陷的尺寸分布行為。最近，通過引入常數時間退火[7]和球型均化[8]等方法可在CD模型中準確計及級聯內缺陷的空間關聯效應。同時，CD模型可直接獲得與宏觀損傷相關的分布信息，與實驗結果直接對應，是目前模擬真實反應堆核材料輻照損傷最有效的方法之一。

為系統了解核材料中子輻照損傷的CD模擬現狀，本文綜述CD的模型、算法和最新的研究進展，并介紹CD模型在核材料中子輻照效應和晶界抗輻照性能這兩個典型問題上的應用。最后對CD模型如何能更為真實、合理地模擬與預測核材料中子輻照損傷問題進行展望。

1 CD模型概述

1.1 CD主方程

CD模型是基于平均場近似和經典的反應速率理論發展來的[9]。在材料熱老化和輻照損傷問題中，基于平均場速率理論(MFRT)的CD模型通過考慮點缺陷和團簇的產生、擴散、反應和吸收過程建立可能的反應事件和相應的速率系數列表。因此CD模型的正確性依賴于反應事件合適的選擇及所對應的反應系數的準確性。CD方法通過使用1組擴散-反應的主方程來描述不同類型缺陷濃度隨時間和空間的演化行為[10-14]：

(1)

式中：Cθ為在輻照體系中處于特定時間和空間位置的缺陷θ的濃度；Gθ、Dθ和Lθ分別為可動缺陷的產生、擴散和吸收速率；w(θ′，θ)為缺陷(團簇)θ′向缺陷(團簇)θ轉化的速率；t為演化時間。

對于中子輻照體系，基本的缺陷類型θ包括自間隙(Ⅰ)、空位(Ⅴ)、嬗變元素(如He、Re和Os等)及它們形成的復雜團簇。式(1)右側4項分別代表缺陷的產生項(如離子/中子輻照)、擴散項、正/逆反應項和吸收項(雜質、位錯和晶界等固有缺陷的吸收)。在典型中子輻照損傷模擬中，通常將Norgett-Robinson-Torrens(NRT)模型計算的級聯內缺陷的存活率、均勻的點缺陷產生速率或缺陷的尺寸分布作為CD模型的產生源項。可動缺陷的一維/三維空間擴散可通過均勻/非均勻網格的有限差分近似來表示。缺陷間反應包含了點缺陷的復合和自間隙團簇、空位團簇和復合團簇等缺陷對可動缺陷的捕獲和脫附。而計算相關反應速率所需的缺陷基本參數(如結合能、遷移能、形成能和擴散系數前置因子等)可由DFT/MD模擬或實驗測量準確獲得。

1.2 CD模型的數值算法

由于每一類缺陷的演化都需要1個主方程來描述，而在高劑量中子輻照下，必須考慮大尺寸缺陷的演化行為及嬗變元素如氦的影響，導致需要同時數值求解超過106個耦合在一起的偏微分方程。同時材料中子輻照是一種剛性體系，因此為保證CD模型求解的高效性，基于對主方程的不同近似考慮，人們已發展了幾種粗粒化近似算法來加速數值求解過程[14-15]，包括確定性近似方法(如離散相截斷方法[16]、Fokker-Plank近似[12，17]和分組方法近似[18-19])、隨機方法[20-21]和雜化方法[22]等。基于這些數值計算方法，人們發展了多個CD程序，如IRadMat[11]、SRSCD[21]和Xolotl[23]等。

1) 確定性近似方法

(1) 離散相截斷方法

離散相截斷方法通過在相空間去除不必要的缺陷反應的方式，僅保留對輻照損傷起最主要貢獻的缺陷反應動力學過程，使其計算效率比計算整個相空間體系更加高效。此外，它在預測實驗研究中的核材料輻照損傷結果方面依然能保持與全相空間求解近似一致的準確性和足夠的真實性[16]。CD模型運用該數值算法已成功地模擬了He離子輻照下鋼中He泡的形成[24]，團簇/位錯環的生長過程[25]和輻照引起的材料腫脹[26]等問題，并獲得了與實驗一致的模擬結果。

(2) Fokker-Plank近似

Fokker-Plank近似是一種用于減少輻照演化中出現的大尺寸缺陷團簇的方程數的一種簡單近似[12，17]。在輻照材料中，一些大尺寸的缺陷團簇，如空洞和自間隙原子位錯環，在較大尺寸時相近的離散尺寸的缺陷濃度相近，所以可用平均濃度來代替這些尺寸間隔內缺陷的濃度，從而減少平均尺寸缺陷對應主方程的數目以提高計算效率。具體地，在模型中將大尺寸缺陷團簇的離散主方程進行泰勒展開并保留至二階項以變化到Fokker-Plank連續方程進行求解。然而，這種近似存在著人為的截斷誤差，會一定程度地降低缺陷數的守恒性。同時，由于Fokker-Plank近似是在非均勻尺寸網格上對缺陷濃度進行中心差分離散化，因而存在潛在的缺點，即在求解過程中容易引起數據振蕩導致失真。

(3) 分組方法近似

由于Fokker-Plank近似方法對時間步長的選取相對隨意，這將可能導致某個反應事件在反應步長內的演化偏離物理事實，如缺陷數不守恒等。因此嚴格滿足缺陷守恒的確定性分組方法近似得到了發展[18-19]。分組方法近似要求單缺陷總數和缺陷團簇數目隨時間的演化滿足守恒條件。對于二元復合團簇，如氦-空位團簇，分組方式一般對小團簇做離散考慮，對大尺寸團簇做分組近似，認為同組中的各種缺陷團簇具有相同(或相近)的濃度，不同組之間只通過點缺陷反應進行濃度交換。分組方法能較合理地表達了不同大小缺陷團簇的濃度分布，在保證缺陷數守恒的情況下，能更為精確地給出在相當大的相空間中的缺陷濃度分布情況。分組方法近似在求解過程中需始終同時滿足單缺陷總數目和團簇數目守恒的條件，這種約束相較于Fokker-Plank近似方法會成倍增加主方程的數目，因此雖然提高了計算精確性，但卻稍微降低了計算效率。

2) 隨機方法

確定性近似方法在每一個時間步長內需求解的主方程數目是確定和相對完備的。由于真實缺陷反應事件的發生概率不同，在一定時間間隔內，反應事件的選取是在反應空間的隨機行走[20-21]。隨機方法按不同反應事件發生的概率來抽取參與演化的缺陷種類，即類似KMC方法的思想，只關注特定時間內被選取的相對獨立的實際發生的反應事件以及這個事件帶來的相關缺陷的變化，因此采用隨機方法后每次所需求解的偏微分方程的數目大幅降低。此外，隨機方法關注的是體積元內缺陷的數目而非濃度，只計及數目非零的缺陷種類，從而進一步降低了參與演化的缺陷種類。雖然隨機方法可極大地減少需要耦合求解的主方程數目，非常適用于空間分辨的多元缺陷體系的模擬，但其存在一些問題。首先由于體積元內缺陷的數目與選取的體積元大小有關，會引入截斷誤差。其次，這種完備事件的隨機選擇方式往往會造成集中選取某種反應概率大的事件。如果在一段時間內，小概率事件的發生概率低，時間演化的間隔小，這樣也不利于模擬缺陷長時間的動力學演化過程。最后，隨機方法也需在每個時刻對模擬體系進行全域更新同步。因此，對于少于三元缺陷體系的模擬，隨機方法的效率反而會低于離散方法[14]。

3) 雜化方法

由于確定性近似方法和隨機方法均存在不足，Gherardi等[22]提出了將這兩種方法結合在一起的雜化方法來同時獲得高效性和精確性。雜化方法的核心思想是將反應事件的特征時間作為判斷標準，從而將反應事件分為確定性方法組和隨機方法組，即對反應系數大的反應項采用確定性的處理方法，來避免由于反應速率系數大而造成的隨機演化時間的緩慢。近年來，雜化方法[14，27-28]已被實現用來處理輻照過程中不同時間尺度下的缺陷動力學現象。其中Sang等[27]已成功地使用雜化方法模擬了D離子輻照下鎢中氣泡的生長機制。

圖1對比了復雜體系下3類基本數值算法的計算效率[22]，可發現雜化方法的計算效率最高，而確定性近似方法的計算效率最低，因此雜化方法將是未來求解多元缺陷體系動力學過程的首選方法。

2 CD模型進展

2.1 多元缺陷體系

核材料中子輻照體系是一種多元缺陷體系，包含了本征缺陷、雜質/合金/嬗變元素、固有缺陷和表面/界面等復雜的缺陷種類。對于雜質/嬗變元素-本征缺陷組成的多元缺陷體系，Ortiz等[29]發展了速率模型，模擬了He離子注入后Fe中碳(C)、氦(He)、本征缺陷及它們形成的復雜三元缺陷(H-V-C)的演化過程。通過與實驗結果進行直接對應(圖2)，他們利用CD模型探索了雜質C元素對He擴散和團聚動力學過程的影響。他們發現C元素不僅會影響V的遷移還會影響He的脫附，尤其當材料處于在低的V/C比例時，He原子的可動性顯著提高。此外，Marian等[30]發展了隨機CD模型(SCD)來模擬了不同輻照條件的Fe離子、He離子和H離子輻照下鐵素體合金中三元缺陷(H-He-V)的演化過程。相關模擬結果顯示了多元缺陷在300 K下的積聚過程，并表明在783 K下1 dpa的輻照劑量不足以使氣泡成核。隨后，Gilbert等[31]還利用SCD模擬了DEMO聚變堆輻照環境下Fe和W中間隙團簇和空位團簇的積聚和生長情況。他們發現一方面因為Fe中間隙的遷移能較高，增加了本征缺陷的復合概率；另一方面因為Fe中存在更小的晶粒尺寸和更高的位錯密度，增加了本征缺陷被固有缺陷吸收的概率。因此相比于W，Fe中缺陷團簇的積聚過程更加緩慢。

圖1 CD 3類數值算法的計算效率Fig.1 Calculation efficiency of three types numerical algorithms in CD

圖2 實驗He脫附比與CD模型間的對比[29]Fig.2 Comparison between experimental He desorbed fraction and CD model[29]

對于更加復雜的合金材料，CD方法也已成功模擬了Fe-Cr[32-33]、Fe-Cu[34-36]、Fe-Cr-Ni[37-38]、Al-Cu[39]、Al-Zr-Sc[40]和鐵素體-馬氏體鋼/奧氏體鋼/316不銹鋼[41-47]等材料在電子[33-34，41]/離子[33，35，43，45，47]/中子[33-34，36-37]輻照下缺陷演化[37，41-43]及合金元素析出[32-36，39-40，44-45，48]和偏析[38，46-47]現象，并且相關模擬結果與實驗進行了很好的對比驗證[32-36，39-40，43-47]。針對合金材料析出和偏析這兩類典型問題，文獻[36，47]示出CD模擬結果與實驗結果的比較，可見CD也可有效描述輻照下的多組分材料相轉變動力學現象。同時，由于CD方法是基于平均場近似的連續模型，無法嚴格描述真實的晶體結構，因此CD方法在模擬合金元素對輻照損傷影響的時候只能近似考慮合金的晶格效應。一方面將晶格效應體現在體系缺陷種類和基本物理參數中；另一方面對于一些各向異性的材料，通過考慮不同晶相/不同方向的遷移勢壘來近似計及晶格各向異性的影響。此外，目前由于更加復雜的包含4個以上主要成分的高熵合金(HEA)具有多組分衍生的多功能特性，使得它在材料科學界引起了科學家們極大的關注。HEA如NiCoFeCrMn具有優異的機械和抗輻照性能，被科學界提出作為先進反應堆中的備選結構材料[49-52]。但一方面因為無法從理論上準確描述復雜的多組分HEA的形成焓，目前相關理論模擬還主要是DFT/MD模擬[51-52]；另一方面因隨缺陷團簇數目n的增加，CD方法的計算量呈指數遞增，因此現有的CD方法在模擬缺陷動力學行為時，很少涉及超過三元缺陷的體系。高維體系的模擬將對CD高效數值算法的發展提出了新的要求。

2.2 空間關聯效應

中子輻照誘導的級聯內缺陷間的空間關聯效應會極大地影響微結構的長時間演化過程。而基于MFRT的CD將同一區域的同種缺陷按相同的演化事件處理，從而忽略由于局域空間關聯效應造成的缺陷演化事件的差異。為提高CD模型的準確性，同時保持它的計算效率，長期以來，人們一直試圖將局域空間關聯效應引進平均場近似模型。最近，人們通過考慮為CD模型提供一個包含級聯內缺陷間空間關聯信息的缺陷產生源項來消除平均場近似引起的較大差異。Jourdan等[8]提出了球形均化方法(SHM)，即采用KMC模型來模擬級聯內缺陷的空間均勻化過程，將演化后的缺陷尺寸分布作為CD的產生源項，從而得到與KMC方法非常一致的模擬結果。然而SHM需采用不同缺陷濃度下不同的空間均化半徑來獲得CD的源項，因此在每個時間步長內均需根據缺陷濃度來動態更新產生源項，需預先建立大量的源項數據庫，從而引入更多的復雜性和計算負擔。通過發展特征時間退火方法，Li等[7]將描述初級輻照損傷的蒙特卡羅(IM3D)、描述缺陷短時間退火演化的OKMC(MMonCa)和描述缺陷長時間動力學演化的CD(IradMat)進行順序耦合，建立了計及級聯內缺陷空間關聯的CD模型(CD-SC)，修正了傳統CD對核材料中子輻照缺陷尺寸分布的錯誤估計，實現了離散到連續模型的有效過渡。文獻[53]示出了通過將計及空間關聯效應的CD-SC計算的低劑量下缺陷的演化結果與美國橡樹嶺國家實驗室HFIR堆快中子輻照高純度單晶鎢的正電子湮滅光譜實驗結果[4]進行直接對比，可發現CD-SC模擬的不同劑量下的空位團簇濃度與實驗測量結果定量上趨于一致(相對誤差小于1個數量級)，初步驗證了模型的準確性。因此在引入更加準確、完備的相關動力學和物理機制后，可以將CD-SC模型推廣到對高劑量中子輻照損傷行為進行更加精確的預測。

2.3 空間分辨的隨機團簇動力學

為了準確地描述非均質微觀結構對材料內輻照損傷積累的影響，人們開發了空間分辨的隨機CD方法[21，54-57]。該方法根據缺陷反應概率抽取反應事件的方式來求解空間分辨的速率方程，在幾乎不損失計算效率的同時可以比確定性速率理論方法模擬更多的缺陷種類和可動缺陷，且具有比KMC方法模擬更大的時間尺度和空間體積的優勢。如Dunn等[21, 54-56]利用開發的模型(SRSCD)對多晶材料的輻照損傷進行大規模模擬，并與實驗結果進行對比[21，56]，如圖3所示。他們提出了在低溫下氦的有效擴散率與鐵箔片厚度的關系不大，在高溫下較窄的箔片可通過消除自由表面上的所有缺陷來防止缺陷積累，晶界內小空位團簇的擴散以及空位和間隙原子與晶界的結合能對缺陷的累積影響最大等相關機制。預測了輻照材料中缺陷的數量并與實驗結果進行了對比，特別強調了微觀結構特征(如自由表面和晶界)在影響損傷累積方面的作用。

圖3 SRSCD模擬的鐵薄膜中氦的釋放比與實驗結果的對比[21]Fig.3 Comparison of He released fraction between SRSCD simulation and experiment result in Fe foil[21]

3 中子輻照損傷的CD應用

3.1 中子輻照效應的CD模擬

聚變堆中子輻照需要考慮嬗變元素對輻照損傷的影響。相關CD理論模擬[11，21，57-59]根據中子輻照條件下嬗變He在核材料中的擴散和積聚過程來研究氦泡的形成機理及其對材料宏觀損傷性能的影響機制。Li等[11]開發了CD程序IRadMat模擬鎢中He滯留隨輻照劑量的變化，如圖4所示，并與實驗結果進行對比。利用IRadMat程序分別模擬了第一壁和偏濾器這兩種典型的等離子體環境氦離子-均勻中子協同輻照下W中缺陷的動力學演化行為[58]，結果顯示對于第一壁高能低速流He等離子體環境，由于注入的He原子在表面處的積聚與氦-空位團簇的強俘獲效應，He原子濃度的深度分布在近表面區域出現一個峰值。由于擴散效應，這個峰值的范圍隨時間的增加將擴展到更深處。在幾個μm的深度范圍，擴散效應控制著He原子的行為，但由于存在微弱的中子輻照產生的均勻空位(10-6dpa/s的損傷速率)的俘獲效應或He原子的自積聚，故仍可看到He原子的積聚效應；而對于偏濾器的低能高速流He等離子體環境，由于沒有He原子輻照導致的離位損傷，He原子可迅速地擴散到較深處并導致遠離表面處的損傷。此外，Marian等[59]通過發展SCD方法模擬了W基材料在400～600 ℃不同中子源(ITER聚變源和JOYO裂變源)輻照下缺陷的積聚過程。他們發現只在聚變條件下會產生He泡和間隙位錯環，而在裂變環境下不存在。他們還研究了材料腫脹率隨溫度的變化，如圖5所示，在400 ℃時，ITER環境導致的W基材料的腫脹率是JOYO的30%。鎢材料的腫脹率在550～590 ℃的溫度范圍內達到最大，600 ℃之后急劇下降。但材料腫脹度很低，從未超過1%。此外他們還發現在聚變環境下，空洞和氦泡幾乎與材料的硬化無關。最近，他們又使用SCD模擬了嬗變產物錸(Re)對裂變堆(JOYO)和聚變堆(HFIR和DEMO)中子輻照下的單晶鎢材料硬化的影響，并預測了DEMO堆中材料的硬化水平會上升到無法容忍的程度[60]。然而，他們對HFIR環境下的模擬結果與實驗結果存在偏差，仍需進一步研究嬗變元素對材料宏觀損傷的影響機制。

能量為5 keV的He離子垂直注入W圖4 氦原子在W中總的滯留量隨He離子注入量的變化[11]Fig.4 Amount of retained He atoms in W versus He ion fluence[11]

圖5 鎢在JOYO和ITER輻照下不同溫度時的腫脹率[59]Fig.5 Swelling rate of W at different temperatures under JOYO and ITER irradiation conditions[59]

3.2 晶界抗輻照性能的CD模擬

為了提高材料的抗輻照性能，通常考慮兩種方式[15]。一種是阻止缺陷在材料中的形成，目前對于減少缺陷進入材料的方法主要采用在第一壁材料增加具有較高缺陷擴散勢壘的涂層和將金屬材料合金化從而獲得具有優秀力學性質和較高結合能的合金材料等。另一種是提高缺陷的湮滅能力。眾所周知，界面是有效的缺陷吸收阱，同時也是He/H原子的捕獲點，基于這種特性，晶界也為缺陷的湮滅提供了可能性。但不同缺陷的遷移能力具有較大差別，為了使缺陷能在有效時間內被晶界捕獲，人們采用了增加界面密度(納米化)的方式。納米材料(如納米晶、多層膜和ODS/CDS等)是一種潛在的自修復材料，可有效抵抗嚴重的輻照損傷和H/He效應，對可動缺陷具有良好的吸收和湮滅效果。長期以來，晶界對材料輻照損傷的影響受到科學家們廣泛的關注，其中速率理論模型被廣泛應用于模擬中子[55，61-62]、離子[46，47，61，63]輻照下晶界對缺陷輸運、滯留、積聚與合金元素偏析的影響，且相關模擬結果與實驗結果基本一致[46-47，61-63]。圖6示出利用CD方法模擬的不同晶粒尺寸W在900 K溫度下用10-6dpa/s的中子輻照速率輻照100 s后的空位團簇尺寸和濃度的關系。可看出，在900 K溫度下，材料體內的空位濃度隨晶粒尺寸d的長大逐漸降低。當d較小時，大量的單空位和單間隙被晶界吸收，Ⅰ-Ⅴ復合概率降低，材料體內剩余的空位傾向于成團反應，所以會成為尺寸較大的團簇。隨d逐漸增加，晶界吸收間隙原子和空位的能力減弱，體內剩余大量的自間隙原子和空位，且自間隙原子和空位團簇會結合，更一步導致空位團簇濃度降低。因此，晶界在高溫條件下可有效地減少材料體內缺陷的累積，進而提高材料的抗輻照性能。

圖6 不同晶粒尺寸的W中空位團簇尺寸和濃度的關系Fig.6 Relationship between vacancy cluster size and concentration in different W grain sizes

4 總結和展望

能源危機和日益嚴重的環境問題迫使人類加快對以核能為代表的新能源的研發。而中子輻照損傷會導致核材料力學性能的降低，因此如何正確理解中子輻照缺陷的演化及其對材料性能的影響，從而設計出滿足反應堆服役環境的核材料，已成為核能裝置安全和穩定運行的關鍵。而介觀尺度CD方法作為連接原子和宏觀尺度的橋梁，可描述缺陷長時間的動力學演化行為。而且其描述的缺陷狀態可與核材料的力學等性能間建立關聯，并能夠直接與實驗結果進行對比。本文簡述了CD方法的物理基礎、主方程的建立、數值算法和最新進展，其中重點對比了不同數值算法的優勢和局限性，介紹了CD方法在多元體系、空間關聯效應和空間分辨隨機模型上的發展。此外，本文還列舉了CD模型在中子輻照兩個典型問題上的應用，包括不同中子源和不同面向等離子體材料輻照環境下嬗變氦(He)/錸(Re)對材料損傷的影響和晶界對核材料抗輻照性能的影響。

雖然CD方法能夠廣泛地應用于輻照體系下核材料中缺陷的演化，但目前它依然存在如下需要改進之處。

1) 反應事件及其所對應的反應系數的準確性一定程度上決定CD方法模擬的正確性。首先對于反應事件，很難做到對反應事件真實、完備地選取。其次，參數的選擇也是制約模型準確性的關鍵因素之一。不同的輻照條件和環境會明顯影響缺陷的動力學參數，因此迫切需要建立宏量、準確的核材料缺陷動力學參數的數據庫。

2) 目前高劑量中子輻照下材料損傷的物理機理尚不明確，仍需相關理論的進一步系統研究。只有實現了CD方法對核材料輻照損傷的正確描述，才能籍此預測反應堆中子輻照下核材料的行為。

3) 模擬真實的反應堆核材料中子輻照損傷將至少涉及四元缺陷(三維尺寸相空間)在一維實空間中的長時間動力學演化過程，這對CD方法高效數值算法的發展提出了新的要求。

綜上所述，CD模擬對理解反應堆核材料中子輻照損傷和晶界抗輻照機制提供了重要的理論途徑。相關模擬結果為反應堆材料的研發與設計提供了指導方向。在CD方法未來發展中，仍需繼續探究如何將缺陷演化模擬結果與材料輻照性能更加直接地對應起來。