Nükleer Fizik'te Benzetim Programları Üzerine Değerlendirme

Benzer belgeler
Nükleer Fizik'te Benzetim Programları Üzerine Değerlendirme

Aralığında (γ,p) Reaksiyon Tesir Kesiti Hesaplamaları

1-20 MeV Enerji Aralığında 230,232 Th ve 236,238,239,240,241,242,244 Pu Çekirdeklerinin Nötronlarla Oluşturulan Fisyon Tesir Kesitlerinin Hesaplanması

Nükleer Fizik'te Talys 1.2 Benzetim Programı ile DDX Reaksiyonları Uygulaması

Tiroid Sintigrafisinde Kullanılan 94,99,99m Tc ve 131 I Radyonüklidlerinin Üretim Tesir Kesiti Hesaplamaları

Eriyik Tuz Reaktörlerinde Yakıt Malzemesi Olarak Kullanılan Na Çekirdeğinin Üretim Tesir Kesiti Hesaplamaları

NÜKLEER REAKSİYONLAR II

Öğr. Gör. Demet SARIYER

Öğr. Gör. Demet SARIYER

Öğr. Gör. Dr. Demet SARIYER

Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Isparta.

FİZ314 Fizikte Güncel Konular

NÜKLEER FİSYON Doç. Dr. Turan OLĞAR

3 GeV e kadar enerjiye sahip protonlarla ışınlanan kurşun hedefi için p,d,t, 3 He, ve 4 He üretim tesir kesitlerinin değerlendirilmesi

DERS ÖĞRETİM PLANI. (Bölümden Bağımsız hazırlanmıştır

A=18 Çekirdekleri için Nükleer Enerji Seviyelerinin Hesaplanması. Nuclear Energy Level Calculations for A = 18 Nuclei

BÖLÜMÜMÜZDE 2 Profesör 1 Doçent 5 Yardımcı Doçent 3 Araştırma Görevlisi bulunmaktadır.

Alüminyum Hedefte Depolanan Enerjinin Elektron Enerjisi ile Değişimi. Variation of Deposition Energy with Electron Energy in Aluminum Target

CERN Bağlamında İleri Fizik Uygulamaları

İÇİNDEKİLER -BÖLÜM / 1- -BÖLÜM / 2- -BÖLÜM / 3- GİRİŞ... 1 ÖZEL GÖRELİLİK KUANTUM FİZİĞİ ÖNSÖZ... iii ŞEKİLLERİN LİSTESİ...

FİZİK ANABİLİM DALI. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı ANS Kampüsü, Afyonkarahisar

ESM 309-Nükleer Mühendislik

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 3111 HAZIRLIK SINIFI

İçindekiler: CERN Globe Binası ve Micro Cosmos Müzesi

Fen - Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü

FİZİK BÖLÜMÜ LİSANS DERSLERİ

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Radyasyon (Işınım) Isı Transferi Deneyi Çalışma Notu

Doğukan Akçay¹, Fadime Akman², Zafer Karagüler², Kadir Akgüngör³. XIV. Ulusal Medikal Fizik Kongresi Antalya, 2013

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

Mezon Molekülleri ve X(3872)

EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI 12 SINIF FİZİK DERSİ DESTEKLEME VE YETİŞTİRME KURSU KAZANIMLARI VE TESTLERİ

DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

TURKFAB Tesisinin Araş0rma Potansiyeli, Kullanıcı Profili ve Üreteceği Katma Değer

HİGGS HAKKINDA NAZLI FANUS FEN BİLİMLERİ ÖĞRETMENİ ULUPAMİR ORTAOKULU (CERN TÜRK ÖĞRETMEN ÇALIŞTAYI-7)

Farklı Yoğunluktaki Malzemelerin Nötron Zayıflatma Özelliklerinin İncelenmesi

MONTE CARLO BENZETİMİ

Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez.

Nükleer Tıpta Kullanılan 61,64,67. Cu Radyoizotoplarının Üretimi için (p,α) Reaksiyon Tesir Kesiti

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU (YÜKSEK LİSANS)

Fisyon,Füzyon, Nükleer Güç Santralleri ve Radyasyon. Prof. Dr. Niyazi MERİÇ A.Ü. Nükleer Bilimler Enstitüsü

KİM-117 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

MODELLEME VE BENZETİM

RADYASYON FİZİĞİ 1. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Bölüm 5. Tıbbi Görüntüleme Yöntemlerinin Temel İlkeleri. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

MATLAB A GİRİŞ. EE-346 Hafta-1 Dr. Ayşe DEMİRHAN

A NEW SIMPLE APPROACH FOR ENTROPY AND CARNOT THEOREM

Elektromanyetik ve Hadron Kalorimetrelerinin Farklı Açılardaki Verimleri

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Nükleer Enerji (ENE 306) Ders Detayları

Theory Tajik (Tajikistan)

KMB405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I IŞINIMLA ISI İLETİMİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

T.C. AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ DERS ADLARI VE KODLARI EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI

Bölüm 1: Lagrange Kuramı... 1

ŞEYMA ATİK YILMAZ & HALUK DENİZLİ, KAAN Y. OYULMAZ, UMUT KESKİN, ALİ YILMAZ

HİGGS??? STANDART MODEL HIGGS BOZONU ve ALANI HIGGS İ BULMAK İÇİN: HIZLANDIRICILAR PEKİ YA SONRA?

NÖTRON RADYASYONU ZIRHLAMA MALZEMESİ OLARAK POLYESTER MATRİSLİ VERMİKÜLİT TAKVİYELİ NUMUNE HAZIRLANMASI VE ZIRHLAMA KABİLİYETİNİN ARAŞTIRILMASI

Bilgi ve İletişim Teknolojileri (JFM 102) Ders 10. LINUX OS (Programlama) BİLGİ & İLETİŞİM TEKNOLOJİLERİ GENEL BAKIŞ

ULUSAL PROTON HIZLANDIRICILARI ÇALIŞTAYI

=iki cisim+üç cisim+dört cisim+ +N cisim etkileşmelerinin tümü

Yazılım Mühendisliği Bölüm - 3 Planlama

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Türkiye de Nükleer Fizik Eğitimi. Ege Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü, 35100, Bornova, İzmir, TÜRKİYE

Parmela Proje Soruları Çözümleri. 9 Nisan Esin Çavlan & Ece Aşılar

DENİZ HARP OKULU ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

ÖZGEÇM 1. Adı Soyadı: 2. Do um Tarihi: 3. Ünvanı: 4. Ö renim Durumu: Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Y. Lisans Doktora 5. Akademik Ünvanlar:

AGATA Dedektörlerinde Yüksek Enerjili Gama Işın Etkileşmeleri

CERN NEDİR? NE ZAMAN VE NİÇİN KURULDU?

FIZ DOKTORA DERS AŞAMASI ÖĞRETİM PLANI. Anabilim/Anasanat adı: AÇIKLAMALAR :...2 GÜZ DÖNEMİ...3 BAHAR DÖNEMİ...4 ÖZET BİLGİ...6

HIGGS HAKKINDA. STANDART MODEL HIGGS BOZONU ve ALANI HIGGS İ BULMAK İÇİN: HIZLANDIRICILAR PEKİ YA SONRA?

MESLEK TANITIM GÜNLERİ HAZIRLAYAN : İBRAHİM KOYUNCU

--AccTR-- Hızlandırıcı Fiziği Tartışma Takımı.

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

CERN VE HİGGS HİGGS PARÇACIĞI NEDİR? Tuba KÖYLÜ Bilişim Teknolojileri Öğretmeni Şanlıurfa İl Milli Eğitim Müdürlüğü 27 Haziran 2017

SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir.

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİNDE MALZEME

Fen ve Mühendislik Bilimleri için Fizik

Gamma Bozunumu

I.ULUSAL PARÇACIK HIZLANDIRICILARI VE UYGULAMALARI KONGRESİ EKİM 2001 ANKARA SONUÇ RAPORU

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Fizik Bölümü Öğretim Planı

Öğretim Üyeleri İçin Ön Söz Öğrenciler İçin Ön Söz Teşekkürler Yazar Hakkında Çevirenler Çeviri Editöründen

MeV Enerjili Proton Hızlandırıcıları için Beton ve Toprak Zırh Kalınlıklarının FLUKA Monte Carlo Kodu ile Belirlenmesi

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL. FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 307 (TÜRKÇE PROGRAMI) HAZIRLIK SINIFI 01.Yarıyıl Dersleri

GENELLEŞTİRİLMİŞ KÜME ALGORİTMALARI Genelleştirilmiş küme günümüzde son derece popüler olan ve pek çok alanda uygulanabilir algoritmalar için

Akdeniz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölüm Tanıtımı

12. SINIF ÜNİTE DEĞERLENDİRME SINAVLARI LİSTESİ / DİL VE ANLATIM

Doğrudan Dizi Geniş Spektrumlu Sistemler Tespit & Karıştırma

SOLIDWORKS SIMULATION EĞİTİMİ

KHDAK IMRT sinde Tedavi Planlama Sistemlerinin Monte Carlo Yöntemi ile Karşılaştırılması

EĞİTİM VE ÖĞRETİM YILI FİZİK ANABİLİM DALI DERS PLANI Güz Yarı yılı HAFTALIK DERSİN ADI KREDİSİ DERSİN

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 307 (TÜRKÇE PROGRAMI) HAZIRLIK SINIFI 01.

TAEK Proton Hızlandırıcı Tesisi (PHT) (E<30 MeV için) SAĞLIK, MÜHENDİSLİK VE NÜKLEER UYGULAMALARI

NORMAL ÖĞRETİM DERS PROGRAMI

Radyoterapi Teknikerlerinin Eğitimi. Acıbadem Kozyatağı Hastanesi Radyoterapi Teknikeri Derya ÇÖNE

Proton Demeti Tanı Yöntemleri (Doğrusal Hızlandırıcılarda) Veli YILDIZ 5 Şubat 2015 HPFBU

Yeni bir radyoterapi yöntemi: Hadron terapi

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

Alfa Bozunumu Alfa bozunumu

Doç. Dr. Orhan BAYRAK

Transkript:

Akademik Bilişim 2013 XV. Akademik Bilişim Konferansı Bildirileri 23-25 Ocak 2013 Akdeniz Üniversitesi, Antalya Nükleer Fizik'te Benzetim Programları Üzerine Değerlendirme Ramazan Uyar 1, Şevki Kiremitçioğlu 2, M. Erman Yılmaz 2, Ufuk Akçaalan 2 1 Akdeniz Üniversitesi, Enformatik Bölümü, Antalya 2 Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar ruyar@akdeniz.edu.tr, sevki.kiremitcioglu@gmail.com, m.erman.yilmaz@gmail.com, ufuk.akcaalan@gmail.com Özet: Nükleer fizik, teknolojik yeniliklerin ortaya çıkması ya da çıkarılması anlamında önemli bilim alanıdır ve geniş uygulama alanına sahiptir. Bu alanlardan biri olan nükleer tıp, hem teşhis hem de tedavi amaçlı olarak kullanılmaktadır. Nükleer fizik sayesinde yapılan hızlandırıcılarla, vücuttaki dokular, kemikler ve organlar test edilmekte ve teşhislerde yardımcı olmaktadır. Bunların dışında nükleer reaksiyonların daha iyi anlaşılabilmesi ve nükleer teorilerin düzeltilebilmesi de önemlidir. Bunun için gereken deneysel verinin azlığı, deneylerin maliyetli ve zor gözlenebilir olması nükleer fizikçileri benzetim programlarına yönlendirmiştir. Bu programlar sayesinde reaksiyonların doğası gereği hesaplanması zor ve karmaşık olan hesaplamalar yapılabilmektedir. Böylece deneyler yapılmadan önce olası sonuçların ihtimalleri hesaplanabilmekte ve deney daha kontrollü bir şekilde yapılabilmektedir. Böylece daha kesin sonuçlar daha az maliyetli hale gelmektedir. Bu açıdan benzetim programları nükleer fizik alanı için önemli bir yer tutmaktadır. Anahtar Sözcükler: Nükleer Fizik, Benzetim Programları, Talys Talys 1.2, Geant4, Empire II, Alice/ASH, PCross-03, Cem95. Assesment on Simulation Programs on Nuclear Physics Abstract: Nuclear physics is a very important science field in means of new technological innovations to emerge and it has wide application fields. Nuclear medicine; as one of these fields,is used both for diagnosis and treatment purposes. With the accelerators made trough Nuclear Physics; tissues, bones, organs in the body are being examined and lend assistance to diagnosis. Other than these, it is important to straighten the nuclear theories and bring a better understanding to nuclear reactions. There for Physicists are channeled to simulation programs, as result of the minority of experimental data, the high cost and the difficulty in observation of the experiments. Thanks to these programs, the calculations, which are very difficult because of the nature of reactions; can be made. İn this manner, the probabilities of potential results of an experiment can be calculated and the experiments can be made more controlled. Thus more certain results become less costly. In that respect Nuclear simulation programs book a great place for Nuclear Physics Keywords: Nuclear Physics, Simulation Programs, Talys 1.2, Geant4, Empire II, Alice/ASH, PCross-03, Cem95. 1.Giriş Nükleer fizikteki deneysel ve teorik çalışmalar, 20. Yüzyıl fiziğinin gelişmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Örneğin nükleer fizik laboratuarlarındaki deneysel sonuçlar neticesinde; Kuarkların etkileşmesinden oluşan çeşitli problemlerin açığa kavuşturulması, Big Bang den hemen sonra evrenin ilk oluşumu esnasında meydana gelen işlemlerin anlaşılması, gibi bir çok inanılmaz problemin çözülmesine katkı sağlamaktadır.[1] Nükleer fizik, teknolojik yeniliklerin ortaya çıkması ya da çıkarılması anlamında önemli bir bilim alanıdır ve günümüzde geniş bir kullanım alanına sahiptir. Bu alanlardan biri olan nükleer tıp, hem teşhis hem de tedavi amaçlı olarak kullanılmaktadır. Nükleer fizik sayesinde yapılan hızlandırıcılarla, vücuttaki dokular, kemikler ve organlar test edilmekte ve teşhislerde yardımcı olmaktadır. Nükleer reaksiyonlar açısından bakacak olursak; elde edilen deneysel sonuçlar, temel çekirdek fiziğinin anlaşılabilmesi bakımından önem kazanmaktadır. Nükleer reaksiyonların enerji bağımlılığı detaylı olarak bilinmediği için çok sayıdaki enerji değeri için tesir kesitlerinin ve spektral yayınlanma şekillerinin incelenmesi gerekmektedir. Reaktörlerde üretilen geçici çekirdekler, genellikle kısa yarı ömürlüdür. Bu çekirdeklerin tesir kesitlerin ve yayınlanma spektrumlarının doğrudan ölçülmesi pek mümkün değildir. Bu anlamda, zaman kazanılması açısından yapılacaklar konusunda ilk olarak, bu tesir kesitlerinin teorik olarak önceden hesaplanması gereklidir. Diğer bir kullanım alanı da temel bilimler içindedir. Fizikte; katıların elektron yapısı, yüzeylerin ve ara yüzeylerin incelenmesi amacıyla nükleer fizikten yararlanılır. Kimyada; polimerik yapıların incelenmesi, iz elementi analizi alanlarında ve biyolojide ise; radyografi, akışkan yüzeylerde kompleks biyomoleküllerin yapısının incelenmesi gibi alanlarda kullanılmaktadır.[2] Dünyada nükleer enerji için yapılmış ve yapılmakta olan nükleer güç santralleri de 1007

Nükleer Fizik'te Benzetim Programları Üzerine Değerlendirme Ramazan Uyar, Şevki Kiremitçioğlu, M. Erman Yılmaz, Ufuk Akçaalan nükleer fiziğin yararlı alanlarından bir diğeridir. Bu güç santrallerinde gama parçacığı kullanılarak yapılan reaksiyonlar, santrallerin güvenliği, malzemelerin radyasyondan kaynaklanan yapısal bozulmalarının ölçülmesi gibi noktalarda uygulanmaktadır. Nötron üretimi için kullanılan pek çok nükleer reaksiyon türü mevcuttur. Ancak, nötronların üretiminde protonların kullanımı, nötron üretimi açısından en uygun yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Genel olarak durumun bu olmasına rağmen, fotonötronlar ile uyarılan çekirdek reaksiyonları, fisyon ve füzyon enerji reaktörlerinin tasarımında ve güvenlik testlerinde önemli yer tutar. Bu tür reaksiyonların oluşturulması sırasında, kullanılan malzemelerin yapısal dayanıklılığını etkileyecek değişimler oluşabilmektedir.bu nedenle, problemlerin öneminin anlaşılabilmesi ve sorunların giderilebilmesi ve önceden oluşabilecek durumların belirlenebilmesi için teorik hesaplamaların yapılabilmesi gerekmektedir. Bahsedilen teorik hesaplamaların yapılabilmesi konusunda benzetim programlarının rolü çok büyüktür. Bu programlar sayesinde analitik çözümün zor ya da imkansız olduğu matematik problemlerinin çözümü yapılabilmektedir. 2.Benzetim Programları Neden Gerekli? Nükleer fizik ve nükleer fiziğin gelişimiyle oluşan diğer alanlarda karşılaşılan en büyük sorunlardan birideneylerin maliyetli olmasıdır. Bu durum ister istemez yapılacak deneylerin verimlerinin yüksek olmalarını gerektirmektedir. Maliyetin dışında örneğin bir malzeme yada hızlandırıcı tasarımında, bu tasarımı yapmadan önce gerekli tüm hesaplamaların yapılması ve gerekiyorsa ona göre önlemler alınması şarttır. Ayrıca nükleer tıp alanında bu hesaplamalar hayati öneme sahiptir. Ayrıca şu anda var olan gerçekleşen olayların anlaşılması için oluşturulan teorik çalışmaların geliştirilmesi içinde bu hesaplamalara ihtiyaç vardır. Bu hesaplamaların yapılması konusunda benzetim programları bizim için büyük kolaylık teşkil eder. Bu sayede istenilen hedefe odaklı sağlıklı ve verimli deneyler yapabilmek için gerekli hesaplamalar kolaylıkla yapılabilmektedir. Kısacası benzetim programı ihtiyaçlarımızı; 1.Kurulacak deneysel sistemlere karar verebilmek için, 2.Deneysel sonuçlarla, simülasyon sonuçlarını karşılaştırıp hata oranlarını ya da analizin doğruluğunu bulabilmek için, 3.Teoriden gelen simülasyon verileri ile deneysel sonuçları karşılaştırıp teoriyi test edebilmek için, şeklinde üç ana başlıkta toplayabiliriz. [3] 3.Benzetim Programları 3.1.Talys 1.2 TALYS, Linux işletim sisteminde çalışan ve fortran programlama diline sahip, nükleer reaksiyonların analizi ve tahmini için oluşturulmuş bir bilgisayar kod programıdır. Simülasyon reaksiyonlarda, nötron, proton, döteryum, trityum, 3-He, α parçacıkları ve gama ışınımları 1 kev 250 MeV enerji bölgesinde çalışılabilir. Hedef çekirdek kütleleri için 12 ve daha ağır kütleli olma şartı TALYS 1.2 sürümü ile 5 < A 339 durumuna geliştirilmiştir [4] Nükleer model ve süreçlerin veri tabanı ile kombinasyonlarda, optik model, birleşik çekirdek istatistiksel teori, doğrudan reaksiyonlar (elastik ve elastik olmayan saçılmalar) ve denge öncesi süreçler teorik analiz tabanında yapılabilmektedir [5]. TALYS çıktı dosyalarında, Esnek, esnek olmayan ve toplam tesir kesiti, Elastik saçılma açısal dağılımlar, Kesikli seviyelerde açısal dağılımlar, İzomerik ve taban durum tesir kesiti, Toplam parçacık (n,xn), (n,xp) v.b enerji ve çift diferansiyel tesir kesitleri, Tekli ya da çoklu emisyon tesir kesitleri, Ürün çekirdeklerin oluşum tesir kesiti sonuçları gibi veriler elde edilebilir. Talys 1.2 çalışma mantığı Şekil 1'de gösterilmiştir. Yapılmak istenen çalışma yukarıdaki şemaya göre şekillendirilip, hesaba katılması istenen ekstra durumlar var ise belirlenen parametreler eklenerek daha detaylı sonuçlar alınabilmesi mümkündür. Örnek olarak doğal Ce çekirdeği üzerine yollanan bir gama mermisi ile gerçekleştirilen (g,n)+(g,n+p) reaksiyonunun GDR parametreleri kullanılarak TALYS 1.2 programına ait girdi dosyası, çıktı dosyası ve sonuçların literatürle karşılaştırılması aşağıda verilmiştir.[6] Şekil 29 Talys 1.2 Reaksiyon Mekanizmaları ve Nükleer Modelleri projectile g element ce mass 0 energy energies channels y maxchannel 3 abundance z058 egr 58 140 15.04 E1 sgr 58 140 383 E1 ggr 58 140 4.41 E1 Şekil 2 Örnek girdi dosyası 1008

Akademik Bilişim 2013 XV. Akademik Bilişim Konferansı Bildirileri 23-25 Ocak 2013 Akdeniz Üniversitesi, Antalya xs.100000.tot # g + nat-ce # # # # energies = 64 # E xs 6.000E+00 0.00000E+00 7.000E+00 0.00000E+00 7.500E+00 1.72973E+00 8.080E+00 2.76542E+00 8.350E+00 3.05462E+00 8.620E+00 3.36333E+00 8.890E+00 3.70474E+00 9.160E+00 4.09623E+00 9.440E+00 3.08246E+01 9.710E+00 3.66940E+01 9.980E+00 4.13461E+01 1.025E+01 4.61738E+01 1.052E+01 5.13545E+01 1.080E+01 5.74843E+01 1.107E+01 6.55291E+01 1.134E+01 7.64769E+01 1.161E+01 8.87281E+01 1.216E+01 1.19722E+02 1.243E+01 1.38667E+02 1.270E+01 1.60025E+02 1.297E+01 1.82801E+02 1.322E+01 2.06090E+02 1.352E+01 2.36061E+02 1.379E+01 2.63951E+02 1.406E+01 2.90868E+02 1.433E+01 3.15245E+02 1.460E+01 3.33511E+02 1.488E+01 3.43915E+02 1.515E+01 3.44062E+02 1.542E+01 3.34774E+02 1.569E+01 3.17806E+02 1.596E+01 2.95765E+02 1.624E+01 2.70292E+02 1.651E+01 2.45257E+02 1.678E+01 2.17237E+02 1.705E+01 1.82814E+02 1.732E+01 1.51824E+02 1.760E+01 1.23412E+02 1.787E+01 1.01166E+02 1.814E+01 8.16763E+01 1.841E+01 6.56194E+01 1.868E+01 5.26600E+01 1.896E+01 4.22520E+01 1.923E+01 3.45880E+01 1.950E+01 2.87269E+01 1.977E+01 2.41210E+01 2.004E+01 2.04050E+01 2.032E+01 1.71591E+01 2.056E+01 1.48381E+01 2.086E+01 1.24621E+01 2.113E+01 1.06935E+01 2.140E+01 9.23135E+00 2.168E+01 7.99253E+00 2.195E+01 6.98487E+00 2.222E+01 6.19422E+00 2.249E+01 5.49172E+00 2.276E+01 4.93239E+00 2.304E+01 4.43729E+00 2.331E+01 4.04480E+00 2.400E+01 3.27518E+00 2.500E+01 2.55207E+00 2.600E+01 2.08367E+00 2.700E+01 1.74786E+00 2.800E+01 1.49783E+00 Şekil 3 Örnek çıktı dosyası 3.2. Giant 4 Geant3 CERN'de Fortran dili kullanılarak geliştirildi. (1982-1994). Geant4 ise (C++) dili kullanılarak Geant3'ün modifiye edilmiş halidir. Geant4 SLAC' da BaBar deneyinde 2000 yılından itibaren kullanılmaktadır. GEANT4, maddeden geçen ve etkileşen parçacıkların simülasyonunu yapabilen yazılımdır (http://www.cern.ch/geant4). Geant4 ATLAS, CMS, LHCb deney merkezlerinde 2004' den itibaren Monte Carlo Simulasyon programı olarak kullanılmaktadır.[7] Geant4 (GEometry ANd Tracking) programı Monte Carlo metodu aracılığıyla temel parçacıkların madde içerisinden geçişinin simülasyonunu yapar. Başlangıçta, yüksek enerji fiziği deneyleri için tasarlanmıştır, ancak günümüzde nükleer fizik, hızlandırıcı fiziği, medikal ve uzay bilimi gibi diğer birçok alan da kullanıma sahiptir. Parçacık sıfır kinetik enerjiye ulaşıncaya kadar veya bir etkileşme sonucu yok oluncaya kadar,parçacığın madde ve dış elektromanyetik alanlarla etkileşmelerini dikkate alarak adım adım parçacığın taşınımını yapar. Taşınımın başında,sonunda taşınımdaki her bir adımın bitiminde,parçacık, detektörün duyar hacmine girdiği durumda,kullanıcının taşınım sürecine erişmesine ve simülasyon sonuçlarını almasına olanak sağlar. Bunlar Kullanıcı Eylemleri (User Actions) olarak adlandırılır. Şekil 4 Örnek girdi dosyasına ait olarak elde edilen örnek reaksiyon grafiği. Geant4 Parçacık madde etkileşmeleri için çok sayıda fizik modeli sağlar:bunlar Elektromanyetik Süreçler, Hadronik Süreçler, Foton/lepton-hadron Süreçleri, Optik Foton Süreçleri, Bozunum Süreçleri, Sağanak Parametrizasyonu ve bunun gibi daha birçok sürecin hesaplanmasında kullanılabilir. Geant4 te Linux standart bir çalışma çevresidir, bu nedenle Unix komutunun nasıl kullanılacağına ve bir C++ kodunun nasıl derleneceğine dair az bir bilgi yeterlidir. Nesne Yönelimli Teknoloji (Object Oriented Technology) kullanır.sadece karmaşık uygulamaların geliştirilmesinde derin bilgi gerekir.simülasyonun temel yapısı ilk olarak, kullanılacak demet elemanlarının (mıknatıslar, RF kaviti vb.) geometrilerini, yapıldıkları maddeleri ve lokal alanlarını tanımlamak ve sonra bu elemanları world e (tüm geometriyi saran hacime) yerleştirmektir. Her bir eleman, konuma, rotasyona ve kendisine ait bir alan değerine sahip olabilir. Bu elemanlar için parametreler bir ASCII (American Standard Code for Information Interchange) input dosyasında veya komut satırında bulunabilir. 1009

Nükleer Fizik'te Benzetim Programları Üzerine Değerlendirme Ramazan Uyar, Şevki Kiremitçioğlu, M. Erman Yılmaz, Ufuk Akçaalan Simülasyon tüm ayrıntılarıyla bir ASCII input dosyasında yer alır: -Geometri -Giriş demeti (Input Beam) -Fizik süreçleri -Program kontrol parametreleri -Çıkış Ntuple ların üretilmesi Input dosyası argümanlarıyla birlikte bir komutlar dizisinden oluşur. Her bir komut kendi argüman listesine sahiptir. Komut ve argümanlar ayrıntılı olarak yazılır, yani input diğer bir şahıs tarafından kolaylıkla anlaşılabilen bir simülasyon kaydı olur. [8] Şekil 5 Geant4 için örnek analiz şeması Aşağıda örnek bir çalışma sonucu gösterilmiştir. [9] 3.3.1. Empire II EMPIRE çeşitli nükleer modeller içeren, nükleer reaksiyon kodlarının modüler bir sistem olup, enerjileri ve olay parçacıkları geniş bir aralığı üzerinde hesaplamalar için tasarlanmıştır.bir mermi, bir nötron, proton, herhangi bir iyon (ağır iyonları dahil) veya foton olabilir. Enerji aralığı nötron bağlı reaksiyonlar ( kev) için çözülmemiş rezonans bölgesi başından uzanan ve ağır iyon kaynaklı reaksiyonlar için birkaç yüz MeV kadar gider. Kodu doğrudan, ön-denge ve bileşik çekirdek olanlar dahil büyük nükleer tepkime mekanizmaları,oluşturmaktadır. Doğrudan reaksiyonlar genelleştirilmiş bir optik modeli (ECIS03) veya basitleştirilmiş birleştiğinde kanalları yaklaşım (CCFUS) tarafından açıklanmıştır. Ön denge mekanizma bir NVWY çok adımlı bir bileşiği ile ya da bir küme emisyonu (PCROSS) ile ya da bir ön denge uyarım modeli ile veya başka bir göre, bir deformasyon bağımlı çok adımlı bir direk (ORION + TRISTAN) modeli ile düzeltilebilir. A <5 mermiler için küresel optik modeli iletim katsayıları kullanılarak füzyon kesiti hesaplar. Ağır İyon oluşan reaksiyonlar söz konusu füzyon kesiti basitleştirilmiş çiftli kanal yöntem (kod CCFUS) dahil olmak üzere çeşitli yaklaşımlar kullanılarak saptanabilir.yarı-denge emisyon kuantum mekaniksel teorileri (TUL-MSD ve NVWY-MSC) açısından ele alınır. Gama ışıması MSC katkısı dikkate alınır. Bu hesaplamalar sonraki partikül emisyonu keyfi bir sayı ile istatistiksel bozunma tarafından takip edilmektedir. [10] 3.3.2. Alice-ASH ALICE/ASH [11] program kodu, ALICE91 [12] program kodunun biraz değiştirilmiş ve geliştirilmiş bir sürümüdür. ALICE/ASH program kodu 300 MeV lik gelme enerjisine kadar; uyarılma fonksiyonu, ikincil parçacıkların açısal dağılımı, tesir kesiti hesapları ve yayınlanma spektrumu için uygulanabilir. Şekil 6 Geant4 örnek çıktı grafiği 3.3. Kullanılan Diğer Benzetim programları Bahsi geçen programlar dışında amaca göre farklı daha bir çok benzetim yazılımı bulmak mümkündür. Amaçlanan hedefin gereksinimlerine göre bu programlarda özelleşmektedir. Bazıları aynı reaksiyonların hesaplamalarını gerçekleştirebilse de bazı özel reaksiyonlar için daha üstün simülasyon programları gerekmektedir. Bunlardan bazıları aşağıda kısaca açıklanmıştır. Şekil 7 Empire II ve Talys programları ile hesaplatılmış çalışma örneği. [] 1010

Akademik Bilişim 2013 XV. Akademik Bilişim Konferansı Bildirileri 23-25 Ocak 2013 Akdeniz Üniversitesi, Antalya Başlangıç uyarılma sayısı n o =3 (proton, nötron ve deşik sayıları toplamı) olarak alınır. Ayrıca; proton girişli reaksiyonlar için hesaplamalardaki uyarılma sayısı da sistematiksel hesaplama yöntemi ile bulunur. 5. Kaynaklar [1] Krane, K. S. (2006), Introductory Nucler Physics, (Çeviri Editörü: B.Şarer), Nükleer Fizik 1. Cilt,II. Baskı, Palme Yayıncılık, Ankara. [2] Bayrak, O., 2009, Nükleer Reaksiyonların Yarı- Klasik Yöntemler Kulanarak Analizi, Kayseri Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, Kayseri [3] http://p409a.physics.metu.edu.tr:8080/huppfiles/28_08_12_files/geant4_v2.pdf Şekil 8 Alice/Ash ve Cem95 programları ile hesaplatılmış çalışma örneği. [13] 3.3.2. CEM95 Cascade Exciton Model hesaplamalarını CEM95[14] bilgisayar kodu ile yapar. Bu kod, CEM92M [15] modelinin gelişmiş versiyonudur. Nükleer reaksiyonların hesabı için Monte Carlo hesaplamasını kullanır. Bu yöntem, seviye yoğunlukları üzerinde, bütün bilinen verilerin içerildiği sistematiksel bir hesaplama türüdür. Yüksek bir enerjide seviye yoğunluk parametresinin asimtotik Fermi Gas değeri ile a(z, N, E*) nin seviye yoğunluk parametresininin fonksiyonel oluşumunu kullanır. 4.Sonuç Benzetim programları, nükleer fizik ve bu alanla ilişkili yan alanların geliştirilmesi açısından kilit rol oynamaktadır. Bu sayede zamandan ve özellikle maddi olarak azımsanamayacak avantajlar sağlamakla beraber teknoloji ve bilim adına yeniliklerin öncüsü olmuştur. Ayrıca nükleer tıp alanında hastaların en az zarar ile tedavi olmaları için gereken hesaplamalar bakımından benzetim programları hayati önem arz eder. Şu anda yaygın kullanım alanına sahip bu programlar gittikçe gelişmekte ve anlaşılamayan doğa olaylarına yeni yaklaşımlar getirmek için kullanılmaktadır. Bu konuda hala eksikleri bulunmasına rağmen şu anda geldiği konum gelecek için umut vericidir. Bu çalışmada nükleer fizik hesaplamaları için kullanılan bazı benzetim programlarının kullanım nedenleri ve amaçları anlatılmıştır. Gelişen bilişim sektörünün nükleer fiziğe olan olumlu etkisi ve sonuçları hakkında bilgi verilmiştir. [4] Koning, A. J., Hilaire, S. and Duijvestijn, M. (2009), TALYS 1.2 A Nuclear Reaction Program, NRG Nuclear Research and Consultancy Group, Netherlands. [5] Koning, A. J. and Duijvestijn, M. C. (2006), New nuclear data evaluations for Ge isotopes, Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Research Sec. B: Beam Interactions with Materials and Atoms, Vol. 248, Iss. 2, pp. 197 224 [6] Uyar, R., 2011, Bazı Doğal Elementlerin Fotonötron Tesir Kesitlerinin Teorik Hesaplanması, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Afyonkarahisar [7] http://thm.ankara.edu.tr/tac/yazokulu /yazokulu7/dersler/epilicer_geant4.pdf [8] http://thm.ankara.edu.tr/uphuk/3/ presentations/uphuk3_adnankilic.ppt [9] http://geant4.slac.stanford.edu/tutorial/ mcgill06/handson3/handson3.htm [10] M Herman, R Capote, BV Carlson, P Obložinský, M Sin, A Trkov, H Wienke, V Zerkin (2007), EMPIRE: Nuclear Reaction Model Code System for Data Evaluation, Nuclear Data Sheets, 108 (12), 2655-2715 [11] Broeders C.H.M., Konobeyev A.Y., Korovin A.Y., Lunev V.P., Blann M., 2006. ALICE/ASH- Precompoundand Evaporation Model Code System for Calculation of Excitation Functions,Energy and Angular Disributions of Emitted Particles in Nuclear Reactions at Intermediate Energies, Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmoltz-Gemeinschaft, Wissenschaftliche Berichte, p. 230. [12] Blann, M., 1991. ALICE-91, Report PSR-146, LLNL/IAEA/NEA Data Bank, France. 1011

Nükleer Fizik'te Benzetim Programları Üzerine Değerlendirme Ramazan Uyar, Şevki Kiremitçioğlu, M. Erman Yılmaz, Ufuk Akçaalan [13] Yaşar, G., 2010, Tıbbi Uygulamalarda Kullanılan Bazı Radyoizotopların Reaksiyon Tesir Kesitlerinin Ve Nötron Yayınlanma Spektrumlarının İncelenmesi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Isparta [14] Mashnik S.G., 1980. CODE CEM95, Bogoliubov Laboratory of Theoretical Physics, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Moscow, p. 14. [15] Gudima, K. K., Mashnik, S. G., Toneev, V. D., 1983. Cascade-exciton model of nuclear reactions. Nucl. Phys. A 401, 329 361. 1012