在役核电站的运行经验表明,奥氏体不锈钢等堆芯结构材料由于长期在强烈中子辐照与高温高压水腐蚀环境中服役,会发生辐照促进应力腐蚀开裂。该现象所带来的堆芯结构材料与部件失效是影响核电站安全高效运行的关键因素之一。近年来,研究人员提出不同的开裂模型,但是在解答裂纹萌生的时间和所需条件的问题上仍存在局限性。本研究目的,在于建立基于真实微观尺度信息的三维模型,通过数值模拟的方法,从力学角度研究奥氏体304不锈钢的开裂现象,探讨基于局部应力的裂纹萌生判断准则的可行性。实验部分,通过制备连续截面结合扫描电子显微技术/电子背散射衍射技术,重构了质子辐照的拉伸试样的裂纹分布和三维微观结构。提出了一种新方法,从所获三维微观结构中计算晶界法向。建模过程中证实了EBSD图像畸变问题的存在,通过“粗矫正”与“精矫正”相结合的方法解决了该问题。数值模拟部分,运用以快速傅里叶变换方法为基础的软件AMITEX＿FFTP,结合校准后的晶体塑性本构模型,计算了试样内部在拉伸过程中的应力分布。结合模拟结果和晶界法向信息,计算了晶界法应力与晶界切应力等量。通过比较试样表面实际裂纹分布与数值计算结果,本文发现:（1）模型表面有明显晶界法应力集中现象,应力集中位置与实际观测的裂纹形貌规律相吻合;（2）相较于未开裂晶界,开裂晶界有更高概率处于高法应力状态,表明晶界法应力在裂纹萌生过程中有重要作用;（3）取开裂晶界的平均法应力为阈值,所得预测的裂纹图中包含多数实际裂纹,但模型一定程度上夸大了试样的开裂敏感性,所获预测结果相对保守;（4）晶界切应力对裂纹萌生过程无明显影响。本文工作为堆芯结构材料开裂问题的研究提供了一个途径,建模方式及数据处理分析过程均经过检验。本文结果对裂纹萌生的研究有一定参考价值。