Silica-based optical fibers presents a variety of applications used in radiation environments such as space, fusion facilities, accelerators and nuclear power plants. The radiation-induced displacement damage in optical fibers resulting in point defects may lead to attenuation signals that is a major concern for these applications. The present study proposes a computational approach to the calculation of the proton-induced displacement damage in vitreous silica. Therefore, Geant4 as a Monte Carlo particle transport code has been used to obtain the knock-on atom distributions caused by the interaction of space trapped proton with vitreous silica during an ISS mission. Moreover, molecular dynamics simulations using ReaxFF potential have been performed to produce the initial vitreous silica structure to evaluate the displacement damage cascades by LAMMPS package. The results show that ReaxFF has an appropriate potential to produce and evaluate the vitreous silica structure that provides better agreement with experimental data at both short-range and medium-range order. Furthermore, ODC(Si3) and NBOHC(O1) are dominant defect species created in the vitreous silica after trapped proton irradiation, where the total number of defects have increased on average by 94 for each keV increasing in PKA energy approximately.

二氧化硅基光纤在辐射环境中具有多种应用，例如空间、聚变设施、加速器和核电站。光纤中辐射引起的位移损坏导致点缺陷可能导致衰减信号，这是这些应用的主要问题。本研究提出了一种计算石英玻璃质子引起的位移损伤的计算方法。因此，Geant4 作为蒙特卡洛粒子传输代码已被用于获取国际空间站任务期间空间俘获质子与石英玻璃相互作用引起的碰撞原子分布。而且，已经使用 ReaxFF 势进行分子动力学模拟以产生初始二氧化硅玻璃结构，以评估 LAMMPS 包的位移损伤级联。结果表明，ReaxFF 具有产生和评估二氧化硅玻璃结构的适当潜力，该结构在短程和中程顺序上与实验数据具有更好的一致性。此外，ODC(Si3) 和 NBOHC(O1) 是捕获质子辐照后玻璃质二氧化硅中产生的主要缺陷种类，其中，PKA 能量每增加 keV，缺陷总数平均增加 94。结果表明，ReaxFF 具有产生和评估二氧化硅玻璃结构的适当潜力，该结构在短程和中程顺序上与实验数据具有更好的一致性。此外，ODC(Si3) 和 NBOHC(O1) 是捕获质子辐照后玻璃质二氧化硅中产生的主要缺陷种类，其中，PKA 能量每增加 keV，缺陷总数平均增加 94。结果表明，ReaxFF 具有产生和评估二氧化硅玻璃结构的适当潜力，该结构在短程和中程顺序上与实验数据具有更好的一致性。此外，ODC(Si3) 和 NBOHC(O1) 是捕获质子辐照后玻璃质二氧化硅中产生的主要缺陷种类，其中，PKA 能量每增加 keV，缺陷总数平均增加 94。