Аннотация:Радиационная устойчивость циркона ZrSiO4 изучена с помощью методов компьютерного моделирования четырех различных полуэмпирических потенциалов межатомного взаимодействия Zr–O, Si–O и O–O. Методом молекулярной динамики изучено формирование в цирконе поврежденной области после прохождения атома тория с энергией 20 кэВ. Проанализировано распределение междоузельных атомов кислорода в цирконе. Введен параметр, характеризующий часть энергии атома тория, которая расходуется на образование френкелевских пар (ФП) — выбитых из регулярных позиций в междоузлия атомов Zr, Si, O и их вакансий. Установлено, что меньшая смещаемость атомов, наименьшее количество ФП и наилучшее согласие с экспериментом описывает потенциал, параметры которого выведены из первых принципов. Также с помощью метода молекулярной
динамики было изучено перекрывание трех каскадов смещений, которые формируются после прохождения из центральной области фрагмента структуры трех атомов тория. Оказалось, что количество ФП увеличивается практически линейно с накоплением таких каскадов. Полученные результаты указывают на то, что наиболее корректная модель для описания повреждения структуры циркона — модель "прямой аморфизации".