本文采用分子动力学首先研究了原子尺度下单晶α锆的辐照损伤动态过程,主要考察了温度、初级离位原子(PKA)能量及方向对辐照损伤的影响,发现温度升高会使Frenkel缺陷对数目呈现一个小幅度的下降趋势;PKA能量对辐照损伤影响最大,随PKA能量的增加,辐照产生Frenkel缺陷对数目稳步增加;PKA方向对Frenkel缺陷对数目影响不大,但对其分布有影响。然后对辐照损伤后的缺陷模型进行单轴[0001]方向的拉伸,发现辐照产生Frenkel缺陷对会显著降低单晶α锆的屈服强度,且随着PKA能量的增加,屈服强度呈现逐渐下降的趋势。通过对拉伸形变过程的微观结构演化分析,发现辐照产生缺陷给位错或位错环提供了成核的位置,从而引导了晶体发生孪生或滑移,引发晶体内位错的急剧增加,这是导致其屈服强度相对单晶α锆的有大幅度下降的原因。Frenkel缺陷对数目越多,位错成核越早,Frenkel缺陷对分布也会对位错成核快慢造成一定影响。本文又构造了三种不同类型的点缺陷(空位、间隙原子、Frenkel缺陷对)模型进行力学拉伸模拟,发现间隙原子的屈服强度相较纯单晶α锆的下降最多,对单晶α锆的力学性能影响最大,其次是Frenkel缺陷对,空位最小。间隙原子相较于空位,在拉伸过程中更容易聚集演化形成位错或位错环等缺陷团。随着缺陷浓度的增加,Frenkel缺陷对(即间隙原子与空位)的复合减缓了间隙原子聚集形成位错环等缺陷团的速度。