Дану роботу присвячено всебічному детальному дослідженню чистого цирконію з нерівноважними точковими дефектами, які продукуються опроміненням, в рамках схеми мультимасштабного моделювання з використанням квантово-механічних метод, молекулярної динаміки та метод Монте-Карло, заснованих на Ланжевеновій динаміці. В рамках розрахунків з перших принципів досліджено структурні, електронні та енергетичні властивості чистого цирконію з ізольованими вакансіями та їх кластерами. Обговорюється зміна параметрів ґратниці у чистому цирконії з різною концентрацією ізольованих вакансій і різними конфіґураціями бі- та тривакансій. Встановлено енергію формування ізольованої вакансії у чистому цирконії. Проаналізовано стабільність невеликих кластерів вакансій, що містять бівакансії, які характеризуються різними віддалями між двома вакансіями, та тривакансії різної конфіґурації. Одержано розподіл електронної густини, енергетичний спектр і поверхню Фермі для чистого цирконію з ізольованою вакансією. Встановлено залежність енергії Фермі кристалу цирконію, елементарна комірка якого містить кластер вакансій, від кількости вакансій у кластері. В рамках використання метод моделювання молекулярної динаміки вивчаються процеси утворення, розвитку та відпалу каскадів пошкоджень при різних значеннях енергії первинно вибитого атома, напрямках його руху та температури в кристалах чистого цирконію. Детально досліджено статистичні та геометричні властивості каскадів. Показано можливість каналювання при розвитку каскадів, що приводить до утворення краудіонів. Встановлено зміну статистичних властивостей кристалу цирконію під час створення каскаду. Проаналізовано зміну енергії формування точкових дефектів і вакансійних комплексів при зміні температури зразка. Вивчено просторову самоорганізацію ансамблю точкових дефектів у $\alpha$-цирконії, опроміненому швидкими нейтронами за допомогою теорії реакційних швидкостей. Тут враховано еластичні властивості середовища за наявности дефектів та динаміку густини стоків. Розглянуто динаміку системи з однорідним розподілом точкових дефектів і просторово розподілену систему за різних режимів опромінення (шляхом зміни температури опромінення та швидкости дефектоутворення). Встановлено умови реорганізації нерівноважних вакансій, що продукуються внаслідок опромінення, у кластери. Досліджено розподіл пружніх полів при самоорганізації вакансійного ансамблю у чистому цирконії за умови зсувної і циклічної деформації та вивчено вплив опромінення на напружено-деформований стан цирконію.