Jaderné modely a jaderná data

Jaderné modely a jaderná data
•
Knihovny jaderných dat
•
Jaderné modely
•
Deterministické a stochastické kódy
•
Testování modelů
•
Užitečné nástroje
Knihovny jaderných dat
•
EXFOR - Experimental Nuclear Reaction Data
•
EVA - Evaluated Data
•
•
ENDF/B-VII.0 (USA, 2006) - Evaluated Nuclear Data File
•
JEFF-3.1 (Europe, 2005) - Joint Evaluated Fission and Fusion File
•
JENDL-3.3 (Japan, 2002) - Japanese Evaluated Nuclear Data Library
•
BROND-2.2 (Russia,1992)
•
CENDL-2 (China,1991) - Chinese Evaluated Nuclear Data Library
WIND, MENDL (Obninsk) – prahové reakce a štěpení
neutronů do 100 MeV
•
LA150 (USA) – n a p úč.pr. do 150 MeV na terčích H, Li, C, N,
O, Al, Si, P, Ca, Fe, Ni, Cr, Cu, Nb, W, Hg, Pb, Bi
•
NRG-2003 (Holandsko) - n a p úč.pr. do 200 MeV na terčích
Ca, Sc, Ti, Fe, Ni, Pb, Bi
Formát jaderných dat
•
ENDF-6 format - Evaluated Nuclear Data Format
•
NJOY – pro převod formátů jaderných dat (např. z ENDF/B
knihoven na knihovny použitelné v MCNP)
Simulace tříštivých reakcí
•
MCNPX, FLUKA, HETC, NMTC, NUCLEUS, SHIELD,
CASCADE, CEM, LAQGSM, GEM, GEANT4, JAM,…
•
Popisují:
•
průběh tříštivé reakce
•
interakce sekundárních částic
•
transport neutronů terčem
•
Monte Carlo metoda
•
Knihovny účinných průřezů
•
Fyzikální modely tříštivé reakce
MCNPX
(Monte Carlo N-Particle Transport Code eXtended)
•
Různé modely pro jednotlivé fáze tříštivé reakce:
•
Vnitrojaderná kaskáda (modely: Bertini, Isabel, CEM,
INCL4) – dvoučásticové srážky oddělené v t, x
•
Předrovnovážná emise (Exciton Model) – jádro popsáno
počtem částic a děr
•
Vypařování (modely Dresner, ABLA) – rovnovážný
rozpad jádra s E*
•
Štěpení (modely ORNL, RAL)
MCNPX input file
•
terč – Pb, R=5 cm, L=30 cm
•
svazek – p, E = 1 GeV, homogenní s R=1,5 cm
•
úloha – počet vyprodukovaných neutronů
MCNPX input file
c CELL CARD
1 1 -11.4 1 -2 -3
2 0 (-1:2:3) -4
304
c SURFACE CARD
1 pz 0.0
2 pz 30.0
3 cz 5.0
4 so 90.0
c DATA CARD
m1 82204 1.4 82206 24.1 82207 22.1 82208 52.4 hlib=24h nlib=24c cond=1
imp:n,h,/ 1 1r 0
phys:n 1000. j 150.
phys:h 1000. j 0.
lca j j j
nps 20000
sdef par h erg 1000 sur 2 pos 0 0 0 rad d1 dir 1 vec 0 0 1
si1 h 0 1.5
sp1 -21 1
MCNPX output file
Deterministické kódy
•
Založeny na řešení transportní rovnice
•
GNASH, ALICE/ASH, STAPRE, EMPIRE, TALYS
•
TALYS – výpočty úč.pr. pro 1 keV-250 MeV n, p, d, t, α, γ
Ověřování modelů
•
Porovnání experiment vs. simulace
•
Popis neutronových multiplicit – s přesností 10-15%
Neutrons per proton
70
West, Wood (1971)
Fraser et al (1965)
60
Vasilkov et al (1968)
50
Vasilkov et al (1990)
Zucker et al (1998)
40
this paper
30
Lone et al (1983)
Hilscher et al (1998)
20
van der Meer et al (2004)
10
Lott et al (1998)
Ryabov et al (1983)
0
0
1
2
3
Proton energy [GeV]
4
5
Letourneau et al (2000)
MCNPX simulation
Experimental fit
Ověřování modelů
•
Popis detailů (energetických a úhlových rozložení)
také dobrý, ale s lokálními neshodami (až 2x)
Ověřování
•
Verifikace, validace, benchmarky
•
Není vždy jednoduché zjistit, odkud pochází
neshoda:
•
nedostatečně důvěryhodná experimentální data?
(kvůli systematickým, hrubým chybám)
•
chybné modely? Která jejich část?
Literatura
•
Armbruster P., Benlliure J.
Basic Nuclear Data at High and Intermediate Energy for Accelerator-Driven
Systems
[http://www.nupecc.org/iai2001/report/A6.pdf]
•
Dementyev A. V., Sobolevsky N. M., Stavissky Yu. Ya.
Neutron yield from extended lead target under incident protons of 0.1 to 100 GeV
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 374 (1996) 70-72
•
Taieb J. et al.
Evaporation Residues Produced in the Spallation Reaction 238U+p at 1 A GeV
Nuclear Physics A724 (2003) 413
•
Meigo S. et al.
Measurements of neutron spectra produced from a thick lead target bombarded
with 0.5- and 1.5-GeV protons
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 431 (1999) 521-530
•
Leray S. et al.
Validation of high-energy nuclear models: State-of-the-art and perspectives
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 562 (2006) 806–9
Kde najít články?
•
www.sciencedirect.com
•
www.scopus.com
•
www.isiknowledge.com – lze vyhledat citovanost
•
www1.jinr.ru - preprinty, sborníky, knihy z SÚJV Dubna
Kde najít data?
•
Dolet a brzdná schopnost e, p, α
http://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/contents.html
•
Nuclear Decay Data
http://nucleardata.nuclear.lu.se/nucleardata/toi/
•
Experimentální úč. pr.
www.nndc.bnl.gov/exfor
•
Vyhodnocené úč.pr.
www.nndc.bnl.gov/exfor/endf00.jsp
•
Prahové energie
http://t2.lanl.gov/data/qtool.html
Pár užitečných nástrojů
•
Fyzikální výpočty - program LISE++
http://groups.nscl.msu.edu/lise/lise.html
•
Matematický nástroj
www.numberempire.com
•
Vědomostní vyhledávač
http://www37.wolframalpha.com/