Anisotropic Diffusion of Point Defects to Spheroidal Cavities

Abstract

The problem of point defects diffusing anisotropically towards spheroidal sinks is solved using an analytical treatment. Depending on the ratios between the sink semi-axes (a,, b,) and the diffusivity main components (DL, DJ, two different situations are solved separately: the prolate (bo/m > a o / f i ) and the oblate (ao/l/D, > bo/m) cases. For each case two boundary conditions are considered: a) periodic sink distribution and b) a constant boundary concentration condition. The results of this study allow to derive qualitative conclusions with respect to the influence of the diffusion anisotropy, the boundary conditions, and the cavity shape on the point defect concentration profiles around spheroidal sinks. In a coming paper these results are applied to study the diffusion of irradiation produced point defects towards cavities and to calculate defect bias and cavity sink strength.Mit einem analytischen Verfahren wird das Problem der Punktdefekte, die anisotrop zu spharoiden Senken diffundieren, gelost. In Abhangigkeit vom Verhaltnis zwischen den Senken -Halbachsen (a,, b,) und den Hauptkomponenten (Dl, D,) des Diffusionsvermogens, werden zwei unterschiedliche Situationen getrennt gelost: der gestreckte (bo/m > a , / n ) und der abgeplattete ( a , / n > b , / P ) Fall. Fur jeden Fall werden zwei Grenzbedingungen betrachtet: a) eine periodische Senkenverteilung und b) eine konstante Konzentration der Grenzen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung erlauben qualitative Schliisse beziiglich des Einflusses der Diffusionsanisotropie, der Grenzbedingungen und der Hohlraumform auf die Profile der Punktdefektkonzentration urn spharoide Senken. In einer weiteren Arbeit werden diese Ergebnisse benutzt, um die Diffusion von strahlungsinduzierten Punktdefekten zu Hohlraumen zu untersuchen und Defektvorspannung und Hohlraumsenkenstarke zu berechnen.