中文摘要：

钚因发生α衰变而不断老化，钚中氦行为是理解自辐照损伤的基础。应用分子动力学技术为主的方法研究了钚中缺陷行为，氦与缺陷的相互作用，氦泡的初始形核和长大过程以及氦泡对钚材料宏观性能的影响程度。钚-钚，钚-氦和氦-氦原子间相互作用分别采用修正的嵌入原子势，Morse对势和Lennard-Jones对势描述。研究结果表明，氦原子与空位的结合能较高，在自辐照过程中易于与空位结合形成氦-空位团簇（也就是氦泡的前驱体）；氦泡可以通过冲出位错环的机制长大；氦泡引起的体积膨胀非常小，并非钚自辐照膨胀的主要诱因；相对于空位而言，间隙氦原子和自间隙钚原子在晶界处更易于聚集成团；钚中氦释放过程可以看作是氦泡和表面结构的破裂而形成释放通道；氦泡对材料弹性性质具有软化的作用；自辐照级联过程对氦泡的生长具有一定的抑制作用；等。研究结果基本上理解了钚中氦泡的初始形核和长大的微观机制，获得了氦泡对材料关键宏观性能的影响程度，为深入研究钚的自辐照老化效应奠定了良好的基础。