Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2019/2020

Matematické metody v dozimetrii a spektrometrii

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah
16MMS ZK 2 2+0
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření
Anotace:

Výuka je zaměřena na popis a aplikaci matematických a simulačních metod v dozimetrii a spektrometrii. Na základě fyzikálních principů detekce jsou odvozeny modely depozice energie a formování odezvy detekčních systémů, používaných v dozimetrii a spektrometrii a řešena problematika zpětného stanovení parametrů polí záření a dozimetrických veličin z aparaturních odezev/spekter.

Požadavky:

Základní kurzy matematiky a statistiky

Základní znalosti programování a práce s počítačem

Výhodou je základní znalost práce v OS Unix a základní znalosti jazyka C++.

Osnova přednášek:

1. Základy práce s programem ROOT

2. Program ROOT - čtení a ukládání/archivace dat, příklad vytvoření 2D a 3D histogramu, grafické výstupy (formáty)

3. Metody hlazení a numerického derivování a jejich využití při zpracování spekter; cvičení: ukázky/příprava makra pro hlazení/derivování v programu ROOT.

4. Metody automatického vyhledávání píků (Black, Mariscotti), analýza dubletů/vícenásobných píků; praktické cvičení - příprava/ukázky makra (pro ROOT) pro Blackovu metodu.

5. Proklad a fitování píků, stanovení ploch píků, dublety, triplety; cvičení: Erf-funkce, příprava /ukázky makra (ROOT) pro proklad spekter a fitování píků.

6. Funkce odezvy detektoru - výpočet spektra deponované energie, funkce rozlišení a konvoluce s funkcí rozlišení, funkce/matice odezvy spektrometrických detektorů.

7. Postup popisu modelu detekčního systému a výpočet spektra deponované energie pomocí programu MCNP/MCNPX; ukázky výpočtů a praktické procvičení na příkladu scintilačního detektoru.

8. Matice odezvy detekčního systému, metody dekonvoluce spekter, Scofield-Goldova metoda, rekonstrukce charakteristik pole záření a výpočet dozimetrických veličin na základě spektrometrických dat; cvičení: příprava/ukázky makra (ROOT) pro jednoduchou dekonvoluci scintilačních spekter

9. Vyhodnocení nízkoenergetických spekter charakteristického záření (pro RFX materiálovou analýzu); praktické ukázky programu a použití

10. Simulace polí záření pro typické konfigurace zdrojů a výpočet odezev detektorů v takových polích, cvičení: příprava/ukázka modelu v MCNP

11. Výpočty kalibračních faktorů pro stanovení aktivit/dozimetrických veličin pro vybrané typy měření, cvičení: příklad sestavení modelu a výpočtu s využitím programu MCNP

12. Bonnerův spektrometr pro spektrometrii neutronů, cvičení: příklad sestavení modelu pro výpočet odezvy Bonnerova spektrometru (s využitím programu MCNP)

Osnova cvičení:

Výuka probíhá v počítačové učebně, kde kde mohou studenti průběžně sledovat demonstrace k přednášce a souběžně provádět příklady ukázek praktických aplikací.

Cíle studia:

Znalosti:

Posluchači získají znalosti o metodách zpracování a hlazení spekter, fitování a automatického vyhledávání/analýzy píků, modelových výpočtech depozice energie v detektorech, stanovení odezev/matic odezev detektorů (metody konvoluce s rozlišovací funkcí, metody dekonvoluce spekter a výpočtu dozimetrických veličin v polích záření, výpočtů kalibračních faktorů pro různé spektrometrické aplikace).

Schopnosti:

Na základě ukázek praktické realizace jednotlivých metod a příkladů použití získají studenti základní dovednosti aplikace probíraných metod.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Knoll,G.,F.:Radiation detection and Measurement, John Wiley & Sons, 2000

[2] Gilmore, G.: Practical Gamma-Ray Spectrometry, J. Wiley,ISBN: 978-0-470-86196-7, April 2008.

Doporučená literatura:

[3] Lux, I., Koblinger, L.: Monte Carlo Particle Transport Methods- Neutron and Proton Calculations, ISBN 0-8493-6074-9, CRC Press, 1991.

[4] Program ROOT, http://root.cern.ch

Studijní pomůcky:

počítačová učebna, SW programy a nástroje pro demonstrace a ukázky aplikací

Poznámka:
Další informace:
behounek.fjfi.cvut.cz/
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 21. 1. 2020
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet25043405.html