فهرست تمام کد های محاسباتی هسته ای

بخش اول) مقدمه

در این مقاله از وب سایت پرتویار، قصد دارم  تمام کد های هسته ای  و نرم افزار های مرتبط به دانش هسته ای را  فهرست کنم. بی تردید جمع آوری همه این موارد نیاز به زمان طولانی دارد لذا این پست به مرور کامل میش ود. از همه شما دوستان عزیز خواهش میکنم مواردی که نیاز به تکمیل و اصلاح دارد را از طریق بخش نظرات به اطلاعات بنده برسانید. قبل از شروع بحث ، لازم میدانم توضیحی در مورد موارد مختلف بدهم. در دنیای کامپیوتر با کلماتی آشنا و برخورد می کنیم که در بسیاری موارد شاید حتی به اسم آنها نیز فکر نکنیم. در زیر برخی موارد را شرح میدهم.

فریم ورک

فریم ورک در لغت به معنی "چارچوب" است و منظور از فریم ورک نرم افزاری، قابلیتی است که معمولا با کمک گرفتن از مجموعه ای ازدستورالعمل ها، کتابخانه ها، رابط کاربری، کلاس ها و در کل امکانات فراهم شده از جانب یک نرم افزار یا یک زبان برنامه نویسی، ساختاری جدید ایجاد می کند تا به کارگیری آن نرم افزار یا زبان برنامه نویسی در راستای اهداف ایجاد فریم ورک، ساده تر و نتیجه با سهولت بیشتری محقق گردد، به عبارتی هدف از ایجاد فریم ورک ها معمولا فراهم نمودن ساز و کاری است که بتوان از امکانات یک نرم افزار یا زبان برنامه نویسی به نحو سریع تر و در برخی موارد کاملتر و حرفه ای تر استفاده کرد.  

پلتفرم (Platform)

پلتفرم در واقع بستری است که برنامه های نرم افزاری نوشته شده برای یک وسیله در آن قابل اجرا و استفاده است، این بستر هم شامل ملزومات سخت افزاری (مانند نوع سیستم و CPU) و هم شامل ملزومات نرم افزاری (مانند سیستم عامل) است، به طور مثال برنامه های کاربردی و بازی هایی که همه روزه با آنها سر و کار داریم بدون وجود دستگاه هایی مانند کامپیوترهای شخصی (PC)، تلفن های همراه، لپ تاپ ها، کنسول های بازی و... عملا قابل استفاده نیستند (سخت افزار) و از طرفی هر برنامه ای در یک سیستم عامل خاص (و یا حتی تحت نسخه خاص) قابل اجرا است (نرم افزار) که در مجموع به آنها پلتفرم می گوییم، مانند پلتفرم ویندوز XP 64 Bit، پلتفرم ویندوز 10، پلتفرم ویندوز موبایل، پلتفرم لینوکس، پلتفرم اندروید، پلتفرم جاوا، پلتفرم PC، پلتفرم XBOX و...، 

زبان برنامه نویسی چیست

زبان‌های برنامه‌نویسی ساختارهای زبانی دستور مداری در رایانه‌ها هستند که به‌وسیلهٔ آن‌ها می‌توان یک الگوریتم را به‌وسیلهٔ ساختارهای دستوری متفاوت برای اجرای رایانه توصیف کرد و با این روش امکان نوشتن برنامه جهت تولید نرم‌افزارهای جدید بوجود می‌آید. معمولاً هر زبان برنامه‌نویسی دارای یک محیط نرم‌افزاری برای وارد کردن متن برنامه، اجرا، همگردانی و رفع اشکال آن هستند.  

کد چیست

اگر توسط دستورات یک زبان خاص نرم افزار یا بستری فراهم شود که با نوشتن دستور در بستر ایجاد شده، دستوراتی به زبان مرجعه تولید و توسط کد پردازش شود به آن بستر بوجود آمده کد می گویند.

بخش دوم) کد  و نرم افزار های هسته ای

کد ها و نرم افزار های هسته ای زیادی وجود دارد که حتی شنیدن اسم آنها ما را گیج می کند. بنده براساس مطالعات خود در زمینه کد های هسته ای مختلف، دسته بندی های زیر را در مورد کد های هسته ای انجام داده ام 

1) کد های مبتنی بر اصول مونت کارلو

این کد ها با استفاده از اصول مونت کارلو به محاسبه می پردازند و به صورت عمومی نوشته می شوند. این کد ها شامل MCNP-GEANT4-FLUKA-TOPAS هستند 

2) کد های مبتنی بر اصول تحلیلی 

این کد ها بیشتر در مطالعات راکتور و برای حل معادله پخش نوترونی و محاسبات هیدرولیک و محاسبات مصرف سوخت استفاده می شوند.  مثال های این کد ها عبارتند از 

2-1) مطالعات نوترونی

• ANISN
• CITATION
• DOT
• TOT
• WIMS
• XPCODE

2-2) مطالعه حوادث هسته ای 

• RASCAL

2-3) مطالعات مصرف سوخت 

• ORIGEN

2-4) محاسبات ترمور هیدرولیکی

• SNAP
• RELAP
• COBRA

3) کد های محاسبه سطح مقطع و تولید برهمکنش های هسته ای 

• ENDEF
• NJOY
• JANIS
• JEFPC
• SNAP
• TALYS
• EMPIRE
• LAHET
• ALICE/ASH

1. MCNP

این کد برای محاسبات مونت کارلو استفاده میشود و بیشتر به کد مونت کار شناخته میشود. حوزه کاری این کد شامل مباحت پزشکی، راکتور، مصرف سوخت است.

این کد تحت پلتفرم ویندوز اجرا میشود.

برای آموزش بیشتر در مورد کد هسته ای مونت کارلو MCNP به آدرس زیر مراجعه کنید.

2.Geant

geant که بیشتر به toolkit جینت شناخته میشود که ابزار محاسبات مونت کارلو است که تحت دو پلتفرم لینوکس و ویندوز اجرا  می شود و دستورات آن به زبان c++ نوشته می شود. برای مطالعه بیشتر در مورد  جعبه ابزا  هسته ای geant به این آدرس مراجعه کنید.

3.Fluka

برای مشاهده در مورد کد فلوکا به آدرس زیر مراجعه کنید.

4.Origen

برخلاف کد های قبلی  این کد از ساختار منطقی بهره می برد و لذا مدت زمان اجرای برنامه آن بسیار ناچیر بوده و بلافاصاله تمام می شود. بیشترین استفاده از این کد در مورد مباحث مصرف سوخت است. برای مطالعه بیشتر در مورد کد هسته ای Origen به آدرس زیر مراجعه کنید.

5.Rascal

 راسکال یک نرم افزار و براساس الگو های آب و هوایی است که برای محاسبات در مورد پیش بینی های پخش شدگی آلودگی از استک های تاسیسات هسته ای و در اثر پدیده هایی مثل انفجار های هسته ای مفید بوده و استفاده میشود. در محاسبات راسکال احتمال خطا خیلی بالاست و نیاز به دقت بالایی در تعیین پارامترها هنگام کار با ان دارد. 

بخش سوم: نرم افزار های مفید