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<dc:title>Desarrollo de un código de cálculo basado en el Método de Monte Carlo orientado a la realización de correcciones de experimentos neutrónicos </dc:title>
<dc:title_english>Development of Monte Carlo calculation code designed to perform corrections in neutron scattering experiments.
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<dc:creator>Papadakis, Sergio M.</dc:creator>
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<dc:subject>Neutron spectroscopy</dc:subject>
<dc:subject>Espectroscopia de neutrones</dc:subject>
<dc:description>En el presente trabajo de proyecto integrador se presenta el desarrollo de
una herramienta de cálculo numérico orientada a la corrección de resultados
de experimentos neutrónicos. Su propósito es ser aplicada en experimentos
desarrollados en el laboratorio de Neutrones y Reactores del Centro Atómico
Bariloche que hagan uso de la técnica eVS (electron Volt Spectroscopy).
En base a un esquema del tipo Monte Carlo se escribió un código de
programación versátil en el lenguaje FORTRAN 90 adaptable a diferentes
situaciones experimentales. El mismo describe las interacciones de scattering
de neutrones obteniéndose como resultado los datos necesarios para
calcular factores de corrección aplicables a dichos experimentos. La herramienta
tiene como objetivo ser un código abierto, fácilmente modificable
y adaptable para resolver otro tipos de problemas neutrónicos en una amplia
variedad de geometrías. El código generado consta de un manual que
permite al usuario utilizar el programa sin tener que intervenir en el código
fuente.
En el transcurso del trabajo se pudo validar el código generado con experimentos
realizados en el Laboratorio de Neutrones y Reactores del Centro
Atómico Bariloche. Se analizaron diferentes geometrías y materiales de
muestras.
En el primer capítulo de este proyecto integrador se realiza una breve
descripción de la teoría de la interacción de neutrones con la materia. Se
enuncian los modelos de scattering utilizados en el código de cálculo para
modelar la interacción de los neutrones con el sistema dispersor (Modelo de
Gas Ideal y Modelo Sintético). Por último se realiza una breve descripción de
la ecuación de transporte llevándola a su forma integral.
En el capítulo dos se realiza una breve descripción de los métodos de
generación de números aleatorios y de la teoría general de Monte Carlo. Más
adelante el capítulo se centra en la aplicación del esquema de Monte Carlo a
la resolución de problemas neutrónicos. Finalmente se detalla el método de
reducción de varianza utilizado en el programa.
En el capítulo tres se detalla el funcionamiento básico del código de programación
generado a través de la descripción de la rutina central del mismo.
Se describe cada etapa del seguimiento de historias de neutrones en la
muestra utilizado por el programa. Por último se detalla el mecanismo de
conteo de neutrones en los detectores modelados con el programa.
En el capítulo cuatro se describe un experimento realizado en el laboratorio
de neutrones y reactores del CAB con el propósito de obtener resultados
para validar el programa. Se detallan todas las mediciones realizadas para
la caracterización del dispositivo experimental y sus resultados. Entre las
mediciones se encuentran la de medición de espectro incidente, medición
de distancias efectivas de vuelo, medición de tiempo muerto de los detectores
y su electrónica, tiempo de retardo electrónico, y background.
En el capítulo cinco se presentan los resultados de las mediciones realizadas
para las distintas muestras y la comparación con los resultados
obtenidos utilizando el programa.
Finalmente se presentan las conclusiones generales del trabajo.
En el apéndice se encuentra el manual del usuario para el programa desarrollado.
En el mismo se describen las sintaxis necesarias para la correcta
escritura de los archivos de entrada.</dc:description>
<dc:description_english>In this work, we present a simulation code devised to perform corrections
in neutron scattering experiments. The code is devoted to correct experiments
carried out at the eVs (electron Volt Spectroscopy) spectrometer
recently built at the laboratory of Neutrons and Reactors of Centro Atómico
Bariloche.
The simulation program, based on the Monte Carlo method was written
in FORTRAN 90. The code is adaptable to deal with a large number of experimental
situations. Its output provides the necessary data to construct
the correction factors (i.e. multiple scattering, beam attenuation and detector
efficiency) that must be applied to the experimental data from a neutron
scattering experiment. The tool is intended to be an open source code, easy
modifiable and adaptable to solve different types of neutron problems in
a large variety of geometries. The program code is presented with its user
manual, what allows the user to run it without having to intervene in the
source code.
The code was validated with experiments performed at the laboratory of
Neutrons and Reactors (Centro Atómico Bariloche). To this end, we devised
samples composed by different materials and configurated in different geometries.
In the first chapter we present a brief description of the neutron scattering
theory. The scattering models employed in the code (i.e Ideal Gas Model
and Synthetic Model) are depicted. Finally, a brief description of the transport
equation is made and its integral form is derived.
At the beginning of chapter two a brief description of the methods
to generate random numbers and the general Monte Carlo theory is outlined.
Afterwards, the chapter focuses on the application of the Monte Carlo
scheme to solve neutron interaction problems. Finally, it details the variance
reduction technique used in the program.
Chapter three describes the program’s main routine necessary to understand
its basic operation. Also detailed, are the basic models used by the
program (such as randomly drawing a neutron from the source, obtaining
the distance to the next collision, and obtaining the result of a collision).
Finally, it details the scoring procedure to calculate the detected neutrons.
Chapter four describes the experiments carried out to compare and validate
numerical results. It details the characterization of the experimental
setup and its results. The measurements include measuring the incident
spectrum, the effective flight distances, the dead time of detectors and their
electronics, the electronic delay time, and the background.
Chapter five presents the results of the measurements and its comparison
with the numerical results. Finally, the general conclusions of the work
are presented.
In the appendix we present the users manual. It describes the syntax
required to write the input files of the Monte Carlo code.</dc:description_english>
<dc:date>2010-06</dc:date>
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<dc:identifier>Papadakis, Sergio M. (2010) Desarrollo de un código de cálculo basado en el Método de Monte Carlo orientado a la realización de correcciones de experimentos neutrónicos / Development of Monte Carlo calculation code designed to perform corrections in neutron scattering experiments. Proyecto Integrador Ingeniería Nuclear, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.</dc:identifier>
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The scattering models employed in the code (i.e Ideal Gas Model and Synthetic Model) are depicted. Finally, a brief description of the transport equation is made and its integral form is derived. At the beginning of chapter two a brief description of the methods to generate random numbers and the general Monte Carlo theory is outlined. Afterwards, the chapter focuses on the application of the Monte Carlo scheme to solve neutron interaction problems. Finally, it details the variance reduction technique used in the program. Chapter three describes the program\u2019s main routine necessary to understand its basic operation. Also detailed, are the basic models used by the program (such as randomly drawing a neutron from the source, obtaining the distance to the next collision, and obtaining the result of a collision). Finally, it details the scoring procedure to calculate the detected neutrons. Chapter four describes the experiments carried out to compare and validate numerical results. It details the characterization of the experimental setup and its results. The measurements include measuring the incident spectrum, the effective flight distances, the dead time of detectors and their electronics, the electronic delay time, and the background. Chapter five presents the results of the measurements and its comparison with the numerical results. Finally, the general conclusions of the work are presented. In the appendix we present the users manual. It describes the syntax required to write the input files of the Monte Carlo code. 2010-06 Tesis NonPeerReviewed application\/pdf http:\/\/ricabib.cab.cnea.gov.ar\/269\/1\/1Papadakis.pdf es Papadakis, Sergio M. (2010) Desarrollo de un c\u00f3digo de c\u00e1lculo basado en el M\u00e9todo de Monte Carlo orientado a la realizaci\u00f3n de correcciones de experimentos neutr\u00f3nicos \/ Development of Monte Carlo calculation code designed to perform corrections in neutron scattering experiments. Proyecto Integrador Ingenier\u00eda Nuclear, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http:\/\/ricabib.cab.cnea.gov.ar\/269\/"
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