Х. В. Грицюк1, А. М. Божук2,
А. В. Носовський1, В. І. Гулік1,3
1 Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, вул. Лисогірська, 12, Київ, 03028, Україна
2 Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»,
просп. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна
3 Iнститут фізики Університету Тарту, В. Освальді 1, Тарту, 50411, Eстонія
DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.21.2.5
Анотація
Показано результати перших досліджень крос-верифікації кодів MCNP6 та Geant4. Дослідження виконано на простих моделях для різних матеріалів і для різної енергії мюонів, що бомбардують дослідний об’єкт. При цьому в коді Geant4 було використано рекомендовану фізичну бібліотеку QGSP_BERT. У коді MCNP6 було використано рекомендовані налаштування для моделювання космічних частинок.
Ключові слова: крос-верифікація, космічні частинки, Монте-Карло моделювання, Монте-Карло код MCNP, Монте-Карло код Geant4
Список використаної літератури
1. Обзор ядерных технологий // МАГАТЕ: официальный веб-сайт. — Режим доступа: https://www.iaea.org/sites/default/files/gc/gc63-inf2_rus.pdf.
2. Morishima K. Discovery of a big void in Khufu’s Pyramid by observation of cosmic-ray muons / K. Morishima, A. Nishio, M. Kuno // Nature. — 2017. — № 552. — Р. 386–390.
3. Земскова С. Г. Методические замечания по использованию космических мюонов в радиографии / С. Г. Земскова, Н. И. Старков // Краткие сообщения по физике ФИАН. — 2015. — № 2.
4. Chatzidakis S. Developing a cosmic ray muon sampling capability for muon tomography and monitoring applications / S. Chatzidakis, S. Chrysikopoulou, H. Tsoukalas // Nucl. Instr. Methods Phys. Res. A. — 2015. — Vol. 804. — P. 33–42.
5. Schultz L. J. Cosmic Ray Muon Radiography for Contraband Detection / L. J. Schultz // Proceeding of AccApp’03. — San Diego, CA, 2003. 6. Radiographic imaging with cosmic ray muons / K. N. Borozdin, G. E. Hogan, C. Morris. et al. // Nature — 2003. — Vol. 422. — P. 277.
7. Donnard J. Rapport de synthèse / J. Donnard // Department of Neutron Research. — Uppsala University, 2004.
8. Flodin A. Cosmic Muons for the Detection of High-Z Materials / A. Flodin. — Uppsala University, 2005.
9. Gustafsson J. Tomography of Canisters for Spent Nuclear Fuel using Cosmicray Muons / J. Gustafsson. — Uppsala University, 2005. — № 8.
10. Nuclear waste imaging and spent fuel verification by muon tomography / G. Jonkmans, V. N. P. Anghel, C. Jewett, M. Thompson // Atomic Energy of Canada. — 2013.
11. Research in Estonia. Good-bye X-rays? New scanner technology sees through things. — Available at: https://researchinestonia.eu/2020/09/15/good-bye-x-rays-new-scannertechnology-sees-through-things/
12. Tomography of canister for spent nuclear fuel // M. Österlund, J. Blomgren, J. Donnard, et al. // International Workshop on Fast Neutron Detectors and Applications. — 2006. — P. 3–6.
13. First results on material identification and imaging with a large-volume muon tomography prototype // S. Pesente, S. Vanini, M. Benettoni, et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2009. — Vol. 604, № 3. — P. 738–746.
14. Imaging of high-Z material for nuclear contraband detection with a minimal prototype of a muon tomography station based on GEM detectors / K. Gnanvo, L. V. Grasso III, M. Hohlmann, et al. // Nucl. Instr. Methods Phys. Res. A. — 2011. — Vol. 652, № 1. — P. 16–20.
15. Procureur S. Muon imaging: Principles, technologies and applications / S. Procureur // Nucl. Instr. Methods Phys. Res. A. — 2017. — P. 878.
16. Cosmic Ray Muon Imaging of Spent Nuclear Fuel in Dry Storage Casks / J. M. Durham, E. Guardincerri, C. L. Morris, et al. // Journal of Nuclear Materials Management. — 2016. — Vol. 44, № 3.
17. GEANT4 — A simulation toolkit / S. Agostinelli, J. Allison, K. Amako, et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2003. — Vol. 506. — P. 250–303.
18. MacFadden N. Development and Validation of a Geant4 Radiation Shielding Simulation Framework / N. MacFadden, C. Gulliford // U. S. Department of Energy. — 2018.
19. Rocca P. L. Cosmic Ray Muons as Penetrating Probes to Explore the World around Us / P. L. Rocca, D. L. Presti, Fr. Riggi // Cosmic Rays. — 2018.
20. Uretsky J. L. Penetration of cosmic ray muons into the Earth / J. L. Uretsky // Nucl. Instr. Methods Phys. Res. A. — 1997. — Vol. 399, № 2–3. — P. 285–300.
21. The muon portal project: design and construction of a scanning portal based on muon tomography / V. Antonuccio, M. Bandieramonte, U. Becciani et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2017. — № 845. — P. 322.
22. Geant4 Material Database // Geant4 official website. — Available at: https://geant4-userdoc.web.cern.ch/UsersGuides/ForApplicationDeveloper/html/Appendix/materialNames.html
23. Recent developments in GEANT4 / J. Allisona, K. Amakoc, J. Apostolakis, et al. // Nucl. Instr. Methods Phys. Res. A. — 2016. — Vol. 835. — P. 186–225.
24. Cosmic Ray Interactions in Shielding Materials / E. Aguayo, R. T. Kouzes, A. S. Ankney, et al. // US Department of Energy. — 2011. — Richland, WA (United States).
25. Persson D. Application of GEANT4 toolkit for simulations of high gradient phenomena / D. Persson. — 2018.
26. MUFFSgenMC: An open source muon flexible framework for spectral generation for Monte Carlo Applications / C. R. Greulich, J. Baciak, K. Banerjee, S. Chatzidakis //International Conference on Advances in Nuclear Power Plants. — 2008. — P. 1080–1084.
27. Initial MCNP6 Release Overview / T. Goorley, M. James, T. Booth, et al. // Nuclear Technology. — 2012. — Vol. 180. — P. 298–315.
28. Calibration with MCNP of NaI detector for the determination of natural radioactivity levels in the field / G. Cinelli, L. Tositti, D. Mostacci, J. Baréd // Journal of Environmental Radioactivity. — 2016. — Vol. 155–156. — P. 31–37.
29. Simulation of shielding parameters for TeO2-WO3-GeO2 glasses using FLUKA code / A. Sharma, M. I. Sayyed, O. Agar, H. O. Tekin // Results in Physics. — 2019. — Vol. 13. — P. 102199.
30. MCNP6 Cosmic-Source Option / G. W. McKinney, H. J. Armstrong, M. R. James, et al. // Los Alamos National Laboratory. — 2012
Якщо стаття прийнята до друку в журналі «Ядерна енергетика та довкілля», автор має підписати угоду про передачу авторських прав. Угода надсилається на поштову (оригінал) або електронну адресу (сканована копія) Редакції журналу.
Всі матеріали поширюються на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим розповсюджувати роботу з визнанням авторства цієї роботи і першої публікації в цьому журналі.