Transport ionizujícího záření a matoda Monte Carlo

Přednášející:

Jaroslav Klusoň (gar.)

Cvičící:

Jaroslav Klusoň (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření

Anotace:

Úvod do principů metody Monte Carlo a jejího použití pro simulaci transportu záření, vybrané pojmy z teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky. Fyzikální modely interakce různých druhů záření a jejich využití pro stochastický postup modelování jejich transportu látkou. Koncepty popisu modelů, geometrické uspořádání modelu, zdrojový člen, metody skórování a stanovení modelovaných veličin a parametrů. Statistické vyhodnocení spolehlivosti výsledků modelování, metody zefektivnění výpočtů, programové kódy a nástroje pro modelování transportu záření, program MCNP, jeho možnosti a použití. Postupy praktického použití programu pro typické úlohy z oblasti dozimetrie, aplikací ionizujícího záření, detekce a detekčních systémů, radiační ochrany a lékařských aplikací.

Požadavky:

Základní kurzy matematiky, statistiky a fyziky záření

Základní znalosti programování a práce s počítačem

Výhodou je kurz 18MOCA Metoda Monte Carlo

Osnova přednášek:

1. Úvod, základy teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky, náhodná čísla

2. Fyzikální principy a modely simulace transportu záření látkou stochastickou metodou

3. Metoda Monte Carlo

4. Simulace transportu nepřímo ionizujícího záření látkou modelování geometrických podmínek

5. Transport nabitých částic, mnohonásobný rozptyl elektronů a metoda kondenzovaných historií

6. Statistické vyhodnocení spolehlivosti výsledků modelování

7. Programy a programové nástroje pro modelování transportu záření, program MCNP

8. Metody popisu geometrického a materiálového uspořádání modelu

9. Metody popisu zdrojů, implementace v MCNP

10. Metody skórování a stanovení modelovaných veličin a parametrů

11. Metody redukce variance

12. Základy práce s programem MCNP

13. Aplikace metody Monte Carlo na typické úlohy z oblasti dozimetrie, aplikací ionizujícího záření, detekce a detekčních systémů, radiační ochrany a lékařských aplikací

Osnova cvičení:

1+2. Postupy při přípravě modelu (geometrický a materiálový popis, zdroj, tally, parametry modelu) a základy práce s programem MCNP

3. Model odezvy detektoru, interpretace výsledků a chyb, statistické vyhodnocení

4. Výpočet kalibračního faktoru

5. Metody stanovení dozimetrických veličin, stanovení dávky

6. Aplikace metod redukce variance

6+7. Výpočty stínění, lékařské svazky, prostorové distribuce simulovaných veličin (pokročilé typy tally)

8. Využití opakovaných a mřížových struktur v popisu složitějších geometrických uspořádání

Cíle studia:

Znalosti:

Osvojení základních teoretických a praktických znalostí o metodě Monte Carlo a možnostech jejího využití v oblasti simulace transportu záření.

Schopnosti:

Ovládání základních programových nástrojů, příprava jednoduchých modelů pro praktické využití v oblastech dozimetrie, detektorů, spektrometrie, stínění a radiační ochrany a lékařských aplikací.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

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

Doporučená literatura:

[2] Use of MCNP in Radiation Protection and Dosimetry, Edited by Gualdrini, G., Casalini, L., ENEA, ISBN 88-8286-000-1, Bologna - Italy, May 13-16 1996.

Studijní pomůcky:

počítačová učebna, SW programy a nástroje pro přípravu modelů a simulaci transportu záření

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: