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能源危机日益严峻,核聚变能作为一种清洁安全的能源,若能实现大规模的利用,则可能从根本上解决能源问题。但由于核聚变反应堆中的第一壁面对等离子体材料长期处于14MeV高能中子的强烈辐照条件下,其性能将会极大的退化,因此对第一壁面对等离子体材料的选择特别关键。金属钨因具有高熔点、低氚滞留和低溅射刻蚀率等多种优良特性而被视为未来聚变反应堆中最有可能全面使用的第一壁面对等离子体材料。在高能中子辐照的情况下,钨因为核嬗变反应会生成铼、锇和钽等嬗变产物,并在辐照环境下诱导析出钨铼σ相和χ相,导致钨材料发生明显的硬化和脆化现象。因此,研究辐照条件下嬗变元素铼对金属钨中缺陷产生和微观结构演化的影响具有非常重要的意义。本文应用分子动力学方法首先模拟了纯钨体系在低能下(1~40keV)的级联碰撞过程,并将辐照过后产生的稳定的Frenkel缺陷对的数量与先前研究者的结果进行了对比,有效地验证了当前我们研究所使用的势函数能准确的进行级联碰撞模拟。其次我们重点模拟了纯钨和钨铼合金体系在高能下(100~300keV)的级联碰撞过程,分析了初级碰撞原子能量和替位铼原子浓度对稳定的Frenkel缺陷对、缺陷团簇和位错环的影响。研究结果表明,在纯钨和钨铼合金体系中,辐照过后产生的稳定的Frenkel缺陷对的数量随着初级碰撞原子能量的升高而增加,随机分布的5%和10%替位铼原子的浓度几乎不影响稳定的Frenkel缺陷对的数量和缺陷团簇分数,但导致间隙团簇中铼原子富集,降低其迁移率,影响钨铼合金体系中辐照诱导缺陷的长期演变;在纯钨和钨铼合金体系中,辐照过后产生的间隙型位错环以伯格斯矢量1/2<111>类型为主,其次为混合的1/2<111>-<100>类型,几乎没有纯<100>类型的间隙位错环形成;辐照过后观察到了大空位团簇和不完整的空位位错环,没有形成完整的空位位错环;与纯钨体系相比,铼原子在间隙缺陷团簇中偏析引起的钉扎效应导致钨铼合金体系中的1/2<111>间隙位错环的迁移率降低,抑制了间隙位错环的生长;高能级联碰撞导致次级联效应,还诱导出一种独特的间隙位错环结构:位错环具有相同的伯格斯矢量,但位于不同的惯性平面上。