Metoda Monte Carlo v radiační fyzice
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah |
---|---|---|---|
16MCRF | Z,ZK | 4 | 2+2 |
- Přednášející:
- Jaroslav Klusoň (gar.)
- Cvičící:
- Jaroslav Klusoň (gar.)
- Předmět zajišťuje:
- katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření
- Anotace:
-
Základní principy metody, vybrané pojmy z teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky. Modelování transportu ionizujícího záření látkou, typy interakcí fotonů, neutronů a nabitých částic a jejich modelování, modelování geometrických podmínek. Statistické vyhodnocení spolehlivosti výsledků modelování, metody zefektivnění výpočtů. Programy pro modelování transportu záření, program MCNP(X), jeho možnosti a použití, vstupní soubor (popis geometrie, materiálů, zdrojů a požadavků na výstupní veličiny), grafické možnosti, ovládání programu. Nástroje pro vytváření vstupních souborů a vizualizaci geometrických uspořádání (VISED, Sabrina, Body Builder) Příklady aplikací (praktická cvičení) se zaměřením na radiační fyziku (stínění, pole/svazky zdrojů, spektrální distribuce, distribuce dávek, odezvy detekčních systémů, úlohy radiační ochrany). Program SRIM pro simulaci transportu nabitých částic. Ukázky/cvičení práce s vybranými komerčními programy pro výpočty radiační zátěže v radiodiagnostice.
- Požadavky:
-
Základní kurzy matematiky a statistiky
Základní znalosti programování a práce s počítačem
Výhodou je kurz 18MOCA Metoda Monte Carlo
- Osnova přednášek:
-
1.Úvod (vybrané pojmy z teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky, náhodná čísla)
2.Modelování transportu záření látkou
3.Metoda Monte Carlo (obecné metody modelování nerovnoměrných rozdělení)
4.Průchod nepřímo ionizujícího záření látkou, základní typy interakcí a jejich fyzikální modely (účinné průřezy, rozdělení), modelování geometrických podmínek
5.Průchod nabitých částic látkou (mnohonásobný rozptyl elektronů; metoda grupovaných srážek; fluktuace ztrát energie/úhlu rozptylu a jejich modelování)
6.Statistické vyhodnocení spolehlivosti výsledků modelování
7.Programy pro modelování transportu záření (MCNP/MCNPX, Geant, SRIM/TRIM)
8.MCNP/MCNPX - struktura vstupního souboru, popis geometrie a materiálového složení, vizualizace popisu geometrického uspořádání úlohy (modul plot)
9.MCNP/MCNPX - popis zdroje, specifikace požadovaných výstupních hodnot (tallies) a jejich distribucí, specifikace dalších parametrů výpočtů, grafické editory pro přípravu vstupních souborů pro MCNP/MCNPX - Vised, Sabrina, BodyBuilder
10.MCNP/MCNPX - spouštění programu, výstupní soubory, validace výsledků (chyby, statistické testy a jejich interpretace), nástroje pro grafické zobrazení výsledků (mcplot)
11.Praktické ukázky modelů a výpočtů (svazky/pole zdrojů a jejich spektrální/úhlové distribuce, distribuce dávek dávky ve fantomu, odezvy detekčních systémů, úlohy radiační ochrany)
12.Ukázky/cvičení práce s vybranými programy pro výpočty radiační zátěže v radiodiagnostice
- Osnova cvičení:
-
1+2. Geometrický popis modelu, popis zdroje
3. Volba, vlastnosti a popis tally
4. Nastavení parametrů modelu a výpočtu
5. Aplikace metod redukce variance
6+7. Interpretace výsledků a chyb, Nástroje pro vizualizaci
8. Popis opakovaných a mřížových struktur
- Cíle studia:
-
Znalosti:
Získání teoretických a praktických znalostí pro aplikaci metody Monte Carlo v oblasti simulace transportu záření, programových nástrojů a oblastí jejich využití.
Schopnosti:
Příprava modelů a praktické využití v oblastech dozimetrie, detektorů, spektrometrie, stínění a radiační ochrany a lékařskýc 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:
- Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:
- Rozvrh není připraven
- Rozvrh na letní semestr 2011/2012:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů: