آموزش فلوکا-درس 5-آموزش یک مثال ساده

مقدمه

در درس پنجم از مجموعه آموزش کد مونت کارلو فلوکا به بیان یک مساله ساده در مورد کد هسته ای MCNP میپردازیم.یک مثال ساده را در نظر میگیریم و نحوه نوشتن آن را بررسی میکنیم.

اجازه دهید با یک برنامه ساده شروع کنیم.   می خواهیم  شار تولید شده توسط یک پرتو پروتون تک رنگ با تکانه 50 GeV / c را بر روی یک هدف ساده بریلیوم  با ضخامت 5 سانتی متر  محاسبه کنیم:  ابعاد  هدف برابر است با (20×20×5 سانتی متر). در این مثال، ساده سازی بیشتری، مورد توجه قرار میگیرد.  تمام محیط اطراف را نادیده گرفته و هوا را خلائ در نظر میگیریم).

 1. عنوان

معمولا یک فایل ورودی با یک کارت عنوان همراه است که در ادامه آن یک توضیحی در مورد برنامه یا در باره یک ران و ... آمده است. 

 

*...+....1....+....2....+....3....+....4....+....5....+....6....+....7....+....8
TITLE
Charged pion fluence inside and around a proton-irradiated Be target

 

اطلاعات بیشتر می تواند توسط کارت های توضیح (copmment card) فراهم شود، اما کارت عنوان، به دلیل آن  که در بالای خروجی استاندارد چاپ می شود، یادآوری مفیدی مربوط  به آنچه برنامه ورودی است، خواهد بود. علاوه بر این، کارت عنوان در تمام خروجی ها (خطا، برآوردگرها و غیره) با تاریخ و زمان اجرا Fluka درج  می شود، که امکان یاد آوردی فایل ورودی را می دهد.

2.تعریف ذرات اولیه

تمام رویدادها یا "تاریچهها" توسط ذرات اولیه آغاز می شوند که در ساده ترین حالت تک انرژی ، همسانگر  و از یک نقطه در فضا (پرتو قلمی) شروع می شوند.

کارت BEAM   تعریف گر انرژی ذرات (یا تکانه) است در حالی که  که کارت BEAMPOS   موقعیت و جهت شروع ذره را کنترل می کند. این دو دستور همچنین می توانند برای پرتوهای ذره ای دارای یک توزیع  زاویه ای یا  اندازه حرکتی  (گاوس یا مستطیل شکل) یا یک توزیع فضایی (گاوس، مستطیل یا حلقه ای) یا یک توزیع ساده فضایی نقطه شروع (کروی، پوسته نارنجی یا استوانه ای) مورد استفاده قرار گیرند. گسیل ایزوتروپیک یا نیمه ایزوتروپیک میتواند به عنوان  به عنوان یک مورد خاص از توزیع مستطیلی زاویه ای توصیف شود.

برای چشمه های ذره ای با توزیع پیچیده تر در انرژی، فضا و جهت، کاربر باید یک دستور خاص (SOURCE)  استفاده کند. خلاصه ای تمام ویژگی های کارت چشمه در خروجی استاندارد و در زیر عنوان "Beam properties"  آورده میشود. 

در برنامه که ما قصد نوشتن آن داریم مشخصات چشمه عبارت است از

*...+....1....+....2....+....3....+....4....+....5....+....6....+....7....+....8
BEAM  50.E+00  PROTON

در مثال ما محل شروع ذره از رابطه زیر بدست می آید

*...+....1....+....2....+....3....+....4....+....5....+....6....+....7....+....8
BEAMPOS  0.0   0.0  -50.0

 

در هندسه دکارتی که توسط Fluka استفاده می شود، کارت قبلی به این معنی است که پرتو در مختصات x، y، z تولید می شود:  (0، 0، -50 ) سانتی متر و در امتداد محور مثبت Z حرکت می کند . البته، انتخاب نقطه مبدا چشمه، جهت حرکت و غیره، باید با  هندسه برنامه همخوانی داشته باشد. 

3- هندسه 

ورودی برای هندسه  های ترکیبی (اجسام، مناطق و حجم های  اختیاری،) باید بین دو کارت GEOBEGIN  و  GEOEND  استفاده شود. این دو کارت از فرمت معمول Fluka استفاده می کنند.  یاد آوری میشود که  که فرمت  تعریغ هندسه دارای قوانین ویژه ای است که وب سایت پرتویار توضیح داده شده است.

خطوط توضیحات در ورودی برنامه دارای علامت ستاره ای در  اول خود هستند. داده های عددی مشخص کننده جسم می توان در دو فرمت متفاوت،  فرمت کوتاه (طول ورودی 10)  و فرمت بلند  (طول ورودی 22) نوشته شود. اگر دقت بیشتری لازم باشد، فرمت دومی ترجیح داده می شود، مثلا هنگام استفاده از اجسام مانند مخروط های کوتاه، سیلندر یا .. که موازی با محوهای مختصات قرار نگرفته باشد.  باید توجه کرد  که با استفاده از اعشار چند رقمی  می تواند خطاهای هندسی را  هنگامی که اجسام به هم متصل می شوند  بوجود آورد. 

یک هندسه کامل باید توسط یک منطقه کامل احاطه شده باشد (به طور نمونه RPP parallelepiped).  ایده خوبی است که این جسم را  بزرگتر از حداقل اندازه مورد نیاز تعریف کنیم. بهتر است ناحیه مورد نظر را با ناحیه دومی که از خلا است بپوشانیم چرا که این کار کمک میکند تا بتوانیم مواردی را که در آن چشمه در خارج از هدف است بررسی کنیم

  این درس ادامه دارد