In recent years, significant attention has focused on evaluating the behavior of plasma-facing materials (PFMs) in fusion reactors under various irradiation conditions. However, research on how PFMs respond when in electronically excited states, particularly under exposure to high-energy photon irradiation from high-temperature plasma, remains limited. In this study, we enhanced a previously developed tight-binding potential model to investigate the effects of photon irradiation on the dynamic evolution of tungsten (W) PFM during cascades induced by neutron irradiation, where both the electron system and lattice are in a non-equilibrium state. Our findings reveal that the excited electrons in W transfer a portion of their energy to the lattice, significantly intensifying cascade events. Simultaneously, these cascades disrupt pre-existing defect aggregations, thereby reducing defect accumulation. This research provides insights into the non-equilibrium evolution of W materials under irradiation, highlighting the intricate interactions among multiple types of particles.
近年、核融合炉におけるプラズマ対向材料（PFMs）の様々な照射条件下での挙動評価に大きな関心が集まっている。しかし、電子励起状態にあるPFMsの応答、特に高温プラズマからの高エネルギー光子照射に曝された場合の応答に関する研究は依然として限られている。本研究では、中性子照射によって誘起されるカスケード中のタングステン（W）PFMの動的進化に対する光子照射の影響を調べるために、以前に開発した強束縛ポテンシャルモデルを拡張した。このとき、電子系と格子の両方が非平衡状態にある。我々の結果は、W中の励起電子がそのエネルギーの一部を格子に移動させ、カスケード事象を著しく増強することを明らかにした。同時に、これらのカスケードは既存の欠陥集合体を破壊し、それによって欠陥蓄積を低減する。この研究は、照射下でのW材料の非平衡進化に関する知見を提供し、複数種の粒子間の複雑な相互作用を浮き彫りにする。