中科院合肥物理所刘长松教授课题组开发了一套纳米晶金属累积位移损伤模拟软件，命名为迭代对象动力学蒙特卡罗(iOKMC)。

用于研究纳米晶材料中辐射损伤累积机制的仿真软件

利用该软件，研究团队对铁(Fe)基纳米结构材料中位移损伤的累积机制进行了一系列研究。相关结果发表在《核材料杂志》上。

发现纳米晶铁表现出改进的抗辐射性。这得益于高密度的晶界(GB)，晶界(GB)作为辐射诱导空位(Vs)和自填隙原子(SIA)的汇。然而，以往的多尺度模拟在探索缺陷-GB相互作用的微观机制时只关注基本的原子过程，无法获得可能由累积损伤引入的新物理过程。

本研究开发的技术不仅可以在实验中实现辐射剂量和剂量率，还可以补充和校正基于辐射剂量的现有原子过程。

研究人员研究了FeGBs中辐射缺陷的积累机制，主要包括低温下在GBs中的SIAs负载及其对GBs在辐射下作用的影响。结果表明，SIAs在高剂量率和/或低温下优先分离到GB。

随着辐射剂量的增加，GB上积累的SIAs成为GB的结构成分，并进一步将GB恢复到其背景结构。这个过程涉及一些多余的SIA到Vs的少数过渡，伴随着GB的局部运动。

随着SIA的积累，GB的作用呈现出从捕获Vs到消灭Vs的交替演变。当将新的原子过程重新参数化并纳入原始OKMC模型时，发现GB处的SIA浓度和GB附近的Vs浓度呈现“增加-减少”的交替趋势，这是不同的从原始模拟结果。

该研究为探索累积辐射下辐射缺陷与GBs之间的动态相互作用机制提供了一种跨尺度模式，为基于GB工程进一步优化多晶材料的抗辐射性提供了机制参考。