Εισαγωγή στην προσομοίωση της αλληλεπίδρασης σωματιδιακών ακτινοβολιών και ύλης με χρήση του υπολογιστικού κώδικα
Monte Carlo "FLUKA" introduction

Πετρίδου, Αθηνά; Petridou, Athina

dc.contributor.author	Πετρίδου, Αθηνά	el
dc.contributor.author	Petridou, Athina	en
dc.date.accessioned	2020-10-07T19:46:24Z
dc.date.available	2020-10-07T19:46:24Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51315
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19013
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Προσομοίωση αλληλεπιδράσεων	el
dc.subject	Υπολογιστικός κώδικας	el
dc.subject	Ιοντίζουσες ακτινοβολίες	el
dc.subject	Εγκατάσταση κώδικα	el
dc.subject	Ελαστικές σκεδάσεις	el
dc.subject	Monte Carlo	en
dc.subject	Fluka	en
dc.subject	Flair	en
dc.subject	Particle transport calculations	en
dc.subject	Particle interactions calculations within matter	en
dc.title	Εισαγωγή στην προσομοίωση της αλληλεπίδρασης σωματιδιακών ακτινοβολιών και ύλης με χρήση του υπολογιστικού κώδικα Monte Carlo "FLUKA" introduction	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πυρηνική τεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-25
heal.abstract	Οι μέθοδοι Monte Carlo, είναι υπολογιστικοί αλγόριθμοι που βασίζονται σε επαναλαμβανόμενες τυχαίες δειγματοληψίες για την εκτίμηση των αποτελεσμάτων μιας διεργασίας. Οι μέθοδοι βασίζονται στην παραδοχή ότι με τη βοήθεια της τυχαιότητας και των πιθανοτήτων μπορούν να επιλυθούν ευκολότερα προβλήματα, (των οποίων η επίλυση θα μπορούσε να είναι και αναλυτική) με εκμετάλλευση της στατιστικής τους φύσης. Τέτοια είναι και τα προβλήματα διάδοσης ιοντιζουσών ακτινοβολιών στην ύλη. Στο πλαίσιο της παρούσης Διπλωματικής Εργασίας γίνεται προσπάθεια για μια πρώτη γνωριμία με τον κώδικα FLUKA, ο οποίος είναι ένας από τους πλέον γνωστούς κώδικες για την επίλυση προβλημάτων διάδοσης ιοντιζουσών ακτινοβολιών στην ύλη και ο οποίος βασίζεται σε μεθόδους Monte Carlo. Ο κώδικας FLUKA είναι ένα σύγχρονο, γενικού σκοπού, ελεύθερα διαθέσιμο, εργαλείο ανοιχτού λογισμικού που χρησιμοποιείται κυρίως για υπολογισμούς μεταφοράς στοιχειωδών σωματιδίων στην ύλη και των αλληλεπιδράσεων τους με αυτή. Ο κώδικας καλύπτει ένα εκτεταμένο φάσμα εφαρμογών, όπως (α) υπολογισμούς θωρακίσεων προστασίας σε εγκαταστάσεις επιταχυντών πρωτονίων και ηλεκτρονίων, (β) σχεδιασμό κατάλληλων στόχων για χρήση σε διατάξεις επιταχυντών, (γ) υπολογισμούς θερμιδομετρίας, (δ) υπολογισμούς νετρονικής ενεργοποίησης, (ε) δοσιμετρικούς υπολογισμούς, (στ) σχεδίαση ανιχνευτικών διατάξεων κ.ά. Η προτεραιότητα κατά το σχεδιασμό και την ανάπτυξη του FLUKA ήταν πάντα η υλοποίηση σύγχρονων και καλώς θεμελιωμένων φυσικών μοντέλων. Τα αποτελέσματα είναι γενικά συγκρίσιμα με πειραματικά δεδομένα σε κάθε στάδιο των αλληλεπιδράσεων. Όπου δεν υπάρχουν άμεσα διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα για επαλήθευση των αποτελεσμάτων, γίνονται εύλογες προβλέψεις με τη χρήση εύλογων υποθέσεων, παρεμβολών ή προεκβολών και νόμων ομοιότητας. Ο FLUKA μπορεί επιπλέον να χειριστεί πολύπλοκες γεωμετρίες ύλης με την οποία αλληλεπιδρούν σωματίδια. Μαζί με τον κώδικα διατίθενται επιπλέον διάφορα εργαλεία οπτικοποίησης εισόδου και αποτελεσμάτων και εντοπισμού σφαλμάτων. Το κυριότερο από τα εργαλεία αυτά είναι το λογισμικό FLAIR. Ο FLUKA είναι κατασκευασμένος για να λειτουργεί σε Λειτουργικό Σύστημα LINUX 64 bit. Διατίθεται διαδικτυακά μετά από μία απλή διαδικασία εγγραφής, ως πλήρης πηγαίος κώδικας, ο οποίος μπορεί να μεταφρασθεί και να εγκατασταθεί σε συμβατό vii Λειτουργικό Σύστημα LINUX 64 bit. Για να καλυφθούν και περιπτώσεις που χρήστες χρειάζεται να τρέξουν τον FLUKA σε περιβάλλον Λειτουργικού Συστήματος WINDOWS, οι δημιουργοί του FLUKA έχουν δημιουργήσει ορισμένα κατάλληλα εργαλεία διευκόλυνσης, όπως το ονομαζόμενο Flupix Linux Live CD. Η χρήση του Flupix Linux Live CD είναι ο τρόπος που χρησιμοποιήθηκε ο FLUKA σε αυτήν τη Διπλωματική Εργασία. Η αποδοτική χρήση του FLUKA ως κώδικα υψηλών δυνατοτήτων στα πλαίσια των εφαρμογών Monte Carlo για τις ανάγκες πρόβλεψης των αποτελεσμάτων αλληλεπιδράσεων πυρηνικής και ατομικής φυσικής προϋποθέτει τρία στάδια: Το προκαταρκτικό - προεπεξεργαστικό (στα αγγλικά pre-processing ή απλώς στάδιο "pre"), την υπολογιστική επίλυση του προβλήματος (δηλ. το τρέξιμο του κώδικα) και την επεξεργασία των αποτελεσμάτων (στα αγγλικά post-processing ή απλώς στάδιο "post"). Κατά το στάδιο "pre" χρησιμοποιείται ένα αρχείο εισόδου, με βάση το οποίο παραμετροποιείται ο κώδικας για την επίλυση ενός προβλήματος Για τo πρόβλημα προκύπτουν αποτελέσματα ως αρχεία εξόδου, τα οποία αξιολογούνται κατά το στάδιο "post". Για τους σκοπούς αυτής της Διπλωματικής Εργασίας και για την αρχική εξοικείωση με τον κώδικα FLUKA, κρίθηκε ότι πρέπει να επιλεχθεί προς παρουσίαση το πρώτο παράδειγμα εφαρμογής του κώδικα. Το παράδειγμα αυτό παρουσιάζεται στο βασικό εγχειρίδιο χρήσης του κώδικα FLUKA (FLUKA Manual σε μορφή pdf), το οποίο βρίσκεται εύκολα στην επίσημη ιστοσελίδα του κώδικα, την www.fluka.org. Από τη διαπραγμάτευση αυτή προκύπτουν κυρίως συμπεράσματα σχετικά με το που πρέπει να δώσει το βάρος κατανόησης ο χρήστης που θα ζητήσει να λύσει με τον FLUKA μεγαλύτερα και πολυπλοκότερα προβλήματα.	el
heal.advisorName	Πετρόπουλος, Νίκος	el
heal.committeeMemberName	Ρούνη, Παναγιώτα	el
heal.committeeMemberName	Αναγνωστάκης, Μάριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Πυρηνικής Τεχνολογίας. Εργαστήριο Πυρηνικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	90 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false