Modification of plastic properties of tungsten nano-structures under shear stress load due to embedded helium atoms is studied using molecular dynamics modelling. The modelling demonstrates that the yield strength of tungsten nano-structures reduces significantly with increasing embedded helium concentration. At high helium concentrations (>10 at%), the yield strength decreases to values characteristic to the pressure in helium nano-bubbles, which are formed in tungsten under such conditions and thought to be responsible for the formation of nano-fuzz on tungsten surfaces irradiated with helium plasma. It is also shown that tungsten plastic flow strongly facilitates coagulation of helium clusters to larger bubbles. The temperature dependencies of the yield strength are obtained.
タングステンナノ構造のせん断応力負荷下における機械的特性の変化が、埋め込まれたヘリウム原子によって引き起こされる現象について、分子動力学モデリングを用いて研究した。モデリングにより、タングステンナノ構造の降伏強度は、埋め込まれたヘリウム濃度の増加に伴って有意に低下することが実証された。高ヘリウム濃度(>10 at%)では、降伏強度は、そのような条件下でタングステン中に形成され、ヘリウムプラズマ照射を受けたタングステン表面におけるナノフズ形成の原因と考えられるヘリウムナノバブルの圧力に特徴的な値まで低下する。また、タングステンの塑性流動が、ヘリウムクラスターのより大きなバブルへの凝集を強く促進することも示された。降伏強度の温度依存性が得られた。