<<
>>

2.3.1 Общая характеристика библиотеки программ GEANT-4 и условия проведения расчётов

Расчёт спектральных характеристик сцинтилляционных нейтронных детек­торов с помощью библиотеки программ GEANT4 проводился для случая монона- правленного излучения, перпендикулярного торцевой поверхности детектора.

Кратко поясним особенности физических моделей, используемых в про­грамме. В GEANT4 [46] есть готовые к использованию списки для некоторых ха­рактерных задач моделирования детекторов частиц. Их основное преимущество - удобство использования (необходимо писать и поддерживать меньше кода).

Кроме того, эти списки частиц/процессов прошли проверку временем и позволяют полу­чать достоверные результаты [47]. Однако, не во всех случаях они применимы, так как не всегда позволяют достичь требуемой точности (особенно остро эта проблема стоит для задач адронной физики, где ещё нет устоявшихся моделей - идёт их по­стоянная доработка и развитие). Важна также и скорость вычислений.

GEANT4 содержит следующие списки:

• LHEP - Low and High Energy Parameterized, это самая быстрая адронная мо­дель, основанная на параметризации некоторых экспериментальных сечений. Включает стандартные электромагнитные процессы; причём адронные процессы основаны на эмпирических моделях, построенных с помощью параметризации имеющихся экспериментальных данных.

• QGSP - Quark Gluon String, включает стандартные электромагнитные про­цессы; для адронных процессов больших энергий (до 20 ГэВ) используется кварк- глюонная струнная модель, для процессов меньших энергий - параметризованные модели (как в LHEP). Включены и гамма-ядерные процессы для энергий меньших 3,5 ГэВ.

• LBE - стандартные электромагнитные процессы для позитронов, низко- энергетичные электромагнитные процессы для электронов, ионов и адронов; опти­ческие процессы; радиоактивный распад.

Именно модели LBE были использованы для расчёта спектральных характе­ристик сцинтилляционных детекторов, так как характеризуются достаточно высо­кой точностью и приемлемой производительностью, а также подходят к данным задачам по охватываемому диапазону энергий частиц.

Диаметр сцинтилляторов был выбран равным 18 мм, поскольку предполага­ется использовать ФЭУ с диаметром фотокатода 18 мм. Расчёт проводился для тол­щин: 5, 10, 20 и 30 мм. В расчётном спектре использовалось 1024 измерительных канала в диапазоне энергий нейтронов от 0,025 эВ до 25 МэВ, равномерно распре­делённых в логарифмической шкале энергий.

Для каждого энергетического канала в моделирующей системе запускалось по 1000 частиц. Фиксировалось количество нейтронов, вызвавших сцинтилляции в детекторе и определялось количество фотонов, порождаемых каждым нейтроном (для последующего сравнения с задаваемым порогом амплитудной дискриминации выходных импульсов детектора). Поскольку все ядерные процессы носят стохасти­ческий характер, в данных расчётах не последнюю роль играет статистическая не­определённость. Чтобы её минимизировать приходилось запускать достаточно большое количество частиц. В данном случае это число составило 1024000 нейтро­нов (по 1000 частиц для каждой из 1024 градаций энергии нейтронов). Тем не ме­нее, из-за статистического разброса графики спектров получаются заметно изре­занными за счёт статистического шума. Чтобы уменьшить шумы на графиках про­водилось усреднение по 5 соседним каналам, а далее по полученным точкам зави­симость аппроксимировалась сплайном Акимы (данный сплайн устойчив к выбро­сам и не приводит к сильным искажениям исходной зависимости). Количество то­чек усреднения было выбрано экспериментально как компромисс между качеством сглаживания и разрешающей способностью спектра.

<< | >>
Источник: ЛОГВИНОВ ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЙТРОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ И МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОДЕТЕКТОРНОГО НЕЙТРОННОГО СПЕКТРОМЕТРА-ДОЗИМЕТРА. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Курск, 2019. 2019

Еще по теме 2.3.1 Общая характеристика библиотеки программ GEANT-4 и условия проведения расчётов:

  1. Расчёт спектральных характеристик сцинтилляционных детекторов с полистирольным сцинтиллятором с добавлением в него бора-10
  2. Методы расчёта спектральных характеристик нейтронных детекторов
  3. 2.3.2 Расчёт и исследование спектральных характеристик полистирольных детекторов без добавления в них бора-10
  4. ГЛАВА 2 КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ НЕЙТРОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ С РАЗНООБРАЗНЫМИ СПЕКТРАЛЬНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
  5. 2.3.4 Расчёт спектральных характеристик сцинтилляционных детекторов с полистирольным сцинтиллятором с добавлением в него 10B с фильтрующими покрытиями
  6. Статья 71. Проведение выборов обеспечивают избирательные комиссии, если иное не предусмотрено Конституцией.
  7. Статья 70. Расходы на подготовку и проведение выборов осуществляются за счет государства в пределах выделенных на эти цели средств.
  8. Статья 78. Порядок проведения республиканских и местных референдумов, а также
  9. Моженко Олеся Валериевна. Развитие финансовых механизмов обеспечения конкурентоспособности вуза в условиях глобализации. (Диссертация. Мурманский государственный технический университет.), 2014
  10. Маевская Анна Юрьевна. Глянцевый журнал в условиях глобализации массмедиа (российская практика). Диссертация, СПбГУ., 2015
  11. Статья 103. Заседания палат являются открытыми. Палаты, если этого требуют интересы государства, могут принять решение о проведении закрытого заседания большинством голосов от их полного состава.
  12. Бдоян Давид Гургенович. Трансформация российско-турецких отношений в условиях борьбы Турции за региональное лидерство (2002-2017 гг.), 2017
  13. Способы получения сцинтилляционных нейтронных детекторов с различными спектральными характеристиками