Прецизионные методы Монте-Карло для расчета транспорта электронов

• Автор: Белоусов, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Решение задач переноса электронов
1.1. Задачи переноса излучения
1.2. Метод Монте-Карло в задачах переноса излучения
1.3. Алгоритмическое описание метода Монте-Карло
1.3.1. Особенности моделирования аналогичных программ
1.3.2. Недостатки программ моделирования переноса электронов
1.4. Взаимодействие заряженных частиц с веществом
1.4.1. Упругое рассеяние
1.4.2. Неупругое рассеяние
1.4.3. Потери энергии заряженных частиц
1.4.4. Радиационные потери энергии и тормозное излучение
1.4.5. Пробег заряженных частиц
1.5. Файлы оценённых ядерных данных
1.6. Метод моделирования индивидуальных соударений частиц
1.6.1. Теоретическое описание метода
1.6.1.1. Использование интегрального уравнения переноса в методе Монте-Карло
1.6.1.2. Построение цепи Маркова
1.6.1.3. Интегральное уравнение переноса излучения электронов
1.6.2. Моделирование длины свободного пробега
1.7. Краткие итоги первой главы
Глава 2. Алгоритмическая реализация реакций взаимодействия электронов с
веществом
2.1. Использование файлов оценённых ядерных данных
2.2. Основные алгоритмы моделирования взаимодействий электрона

2.3. Упругое взаимодействие
2.4. Тормозное излучение
2.4.1. Моделирование энергии фотона
2.4.2. Моделирование энергии электрона
2.5. Возбуждение атома
2.6. Электроионизация атома
2.7. Релаксация атома
2.8. Краткие итоги второй главы
Г лава 3. Полуаналитический метод моделирования задач переноса
электронов
3.1. Применение полуаналитического метода
3.2. Реакции взаимодействия электронов с веществом
3.3. Преобразование уравнения переноса
3.4. Перенос электронов
3.5. Рекуррентные соотношения
3.6. Рекуррентные соотношения для барьера заданной толщины
3.7. Рекуррентные соотношения для полупространства
3.8. Решение проблем вычисления коэффициентов через рекуррентные соотношения
3.8.1. Описание библиотеки йМР
3.8.2. Применение библиотеки вМР
3.8.3. Описание расширенной библиотеки МРИЗ
3.8.4. Применение библиотеки МРЕЛ
3.9. Краткие итоги третьей главы
Глава 4. Результаты моделирования задач переноса электронов
4.1. Результаты решения задач переноса электронов методом
индивидуальных соударений
4.1.1. Моделирование процесса переноса излучения электронов в кремнии
4.1.2. Задача внутрисосудиетой радиотерапии

4.1.2.1. Задача брахитерапии
4.1.2.2. Источник излучения /Гчастиц
4.1.2.3. Построение модели
4.1.2.4. Оценка дозового поля
4.1.2.5. Результаты моделирования
4.1.3. Радионуклидная терапия с использованием вводимых в
сосудистую систему микросфер
4.1.3.1. Аналитическое представление пространственного

распределения поглощённой энергии для изотопов Re,
1ббНо, 165Dy, 90Y
4.1.3.2. Эффект самопоглощения излучения в материале микросферы для изотопов 188Re, 16бНо, lfoDy,90Y
4.2. Решение задач переноса электронов полуаналитическим методом
4.2.1. Моделирование процесса переноса излучения электронов в алюминии
4.2.2. Результаты моделирования воздействия облучения на химический состав органической ткани
4.3. Краткие итоги четвёртой главы
Заключение
Список литературы
Список рисунков
Список таблиц
Приложения

электронов с энергией 1 МэВ составляет 34 эВ. Эта величина слабо зависит от энергии частиц (до ~3 МэВ) и атомного номера среды.
Следует отметить доминирующую роль процесса ионизации по сравнению с упругим рассеянием в потерях энергии заряженных частиц. Роль упругого рассеяния в «замедлении» протонов и а-частиц пренебрежимо мала; вклад его заметен лишь для электронов. Так, для электронов с энергией ~1 МэВ потери энергии за счёт упругого взаимодействия меньше ионизационных потерь примерно в 20 раз. Ещё меньше (более чем на порядок) потери энергии на световое излучение Вавилова-Черенкова, которое возникает при движении заряженной частицы в среде со скоростью, превышающей скорость света в этой среде, и используется для экспериментального определения скорости заряженных частиц.
1.4.4. Радиационные потери энергии и тормозное излучение
Проходя через вещество, заряженные частицы могут терять энергию также за счёт испускания электромагнитного излучения, называемого тормозным. Соответствующие потери энергии называются радиационными. Из всех заряженных частиц они существенны лишь для быстрых электронов.
Для тяжёлых частиц эти потери в (т/А)~ раз меньше потерь для электронов.
Выражение для дифференциального сечения образования тормозного излучения <град(Е'е,Ее,Е), довольно сложно. Более простой вид имеет
интеграл от этого сечения по углу, т.е. <трад(Е'е,Ее,Езависящий от энергии
тормозного у-излучения. При этом с увеличением энергии электрона (в классическом представлении акта рассеяния - с ростом расстояния от электрона до ядра) существенную роль играет экранирование (как при упругом рассеянии) поля ядра полем атомных электронов. Для данной начальной энергии электронов Е'е и его конечной энергии Ее = Е'е - Е , где
Еу - энергия испускаемого тормозного у-кванта, степень экранирования