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能源危机的严峻性，使得开发、应用清洁的核能越发重要。核材料在核能安全领域的重要性，尤其是材料辐照效应的重要性，是核反应堆安全性重点关注的研究方向。辐照损伤是导致核电关键结构材料老化的主要机制，用动力学蒙特卡洛方法模拟材料辐照损伤的演化过程，可以预测材料在中子辐照后的使用寿命。近些年，高性能计算机硬件的发展，使得计算模拟成为可能。本文针对核辐照损伤材料的动力学蒙特卡洛模拟，主要做了以下工作: (1)基于串行KMC程序LAKIMOCA，设计并实现了大规模并行KMC软件。将BCC金属结构中的原子及空位映射至三维网格，利用AKMC算法中事件发生具有局域化性质的特点，采用同步子域算法，对BCC结构中空位跃迁的物理过程进行了并行化模拟实现。同步子区域算法可以有效避免边界冲突，并可以起到一定加速总体计算的作用。 (2)对软件的优化和改进，使其在超级计算机“神威·太湖之光”上突破了1012粒子数级别的模拟，达到国内领先，国际先进的KMC模拟规模。根据进程所负责区域的边界精确计算内部格点位置及全局编号降低格点构建的时间开销;通过设置合适的自适应时间步长，可以在保证准确性的情况下获得较好并行性能;针对同步子域算法中边界通信次数较多而通信数据较少的特点，设计了动态添加通信数据的通信方式，有效节省了通信量，降低通信开销。 (3)在超级计算机上进行实验。在“元”上对比了串、并行KMC软件的计算结果，实验结果表现一致且基于同步子域算法的程序较原始串行程序用时大大缩短。在“神威·太湖之光”上进行数值实验验证其可扩展性，在弱可扩展性实验中，从1600核扩展到102400核时，并行效率保持在0.74以上，说明程序具有良好的弱可扩展性;在强扩展性实验中，从1000核扩展到20000核，加速比达到11.22，且在1000核扩展到4000核的过程中显示出了超线性加速比，说明程序具有良好的强可扩展性。