反应堆内结构材料的安全服役是核能安全利用的基础,其中包壳管既是确保堆芯核燃料安全运行的第一道屏障,也是防止裂变产物逸出污染环境及隔离冷却剂与核燃料的重要保证。本论文针对事故容错燃料（ATF）系统中的先进包壳材料FeCrAl三元系统的抗辐照性能开展计算模拟研究,特别是Cr和Al的加入对辐照形成的位错环结构及与位错线相互作用的影响,理解此种材料的辐照下的结构演化和对力学性质的影响,为新型ATF的研发提供理论模拟参考。在本论文中,对FeCrAl三元系统,首先从能量角度研究了溶质Cr、Al原子在位错环上的偏聚现象。通过计算对比,得到了如下结果:（1）在位错环间隙原子位添加溶质原子的系统具有更低的体系总能量。这表明Cr、Al原子在大部分位错环间隙原子位上时,相较于Fe原子,溶质原子具有更高的结合能,溶质原子位错环偏聚的驱动力也就愈高,解释了 Fe基合金TEM表征实验中溶质原子偏聚位错环现象。（2）对比溶质原子Al,Cr在间隙原子位上具有更高的结合能,此结果解释了 FeCrAl在TEM表征实验中观察到的Cr原子具有更高的驱动力偏聚在位错环上的实验结果。另外,本论文也模拟了两种溶质原子在位错环上的偏聚对位错环与位错线相互作用的影响,发现两种溶质原子对<100>位错环的偏聚均会提升<100>位错环对1/2<111>刃型位错线滑移运动的阻碍强度,且溶质Cr原子的强化效应明显高于Al。最后,研究了 FeCrAl合金中不同类型、不同尺寸位错环之间的相互作用,发现了 Cr和Al的加入,会影响位错环之间的反应,使得反应后更容易形成位错网络,表明溶质原子掺杂会提升较小位错环的抗吸收能力。通过本论文的研究,揭示了 FeCrAl合金中Cr和Al在位错环的偏聚底层机制,解释了实验观测到的Cr和Al在位错环的偏聚结构,并进一步研究了 Cr和Al的偏聚对位错环与位错线相互作用的影响。最后,本论文也模拟研究了 Cr和Al的偏聚对位错环之间相互反应的影响,确认了 Cr和Al的加入对位错环形成位错网络的影响。这些结果为FeCrAl合金抗辐照性能理解提供了新的研究结果和数据,为其力学性能的预测提供了新的物理机制,为FeCrAl合金在ATF先进包壳管中的应用提供了科学参考。