VITESS - VITESS - Wikipedia

The PROTIirtual Jánstrumentace Tool pro ESS (VITESS) je open source softwarový balíček pro simulaci experimentů rozptylu neutronů. Tento software je udržován a vyvíjen Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB),[1] dříve Hahn-Meitner-Institur HMI a je k dispozici pro Windows, Linux a Macintosh na internetu Domovská stránka VITESS. Je široce používán pro simulaci stávajících přístrojů rozptylujících neutrony i pro vývoj nových přístrojů.[2][3][4][5][6]

VITESS inicioval F. Mezei v roce 1998, těsně následovaný prvním vydáním VITESS v roce 1999 a verzí 2 v roce 2001.[7] Aktuální verze 3 včetně X3D vizualizační rozhraní bylo vydáno v listopadu 2012.

Ačkoli to bylo původně vyvinuto na pomoc konstrukci přístrojů rozptylujících neutrony pro Zdroj evropské spalace (ESS)[8] Jak název napovídá, VITESS slouží jako obecný simulační nástroj pro širokou škálu přístrojů rozptylujících neutrony na všech hlavních pulzních nebo kontinuálních zdrojích neutronů. Zahrnuje veškerý zavedený hardware přístroje, jako je neutronová optika (např. Vodítka, clony, čočky), selektory vlnových délek (např. Drtiče disků, selektory rychlosti) a rostoucí paleta vzorků, což umožňuje provádět virtuální experimenty včetně sofistikovaných nastavení, jako jsou polarizované neutrony v magnetických polích .

Parametry specifikující komponenty přístroje lze zadat pomocí grafického uživatelského rozhraní, díky čemuž je VITESS srovnatelně snadno použitelný a rychle se učí pro nové uživatele, zatímco pokročilí uživatelé mohou přispívat svými vlastními moduly. Platnost simulací VITESS je testována porovnáním s jinými balíčky simulací neutronů a měřením v zařízeních pro rozptyl neutronů.[9][10]

Mezi další simulační balíčky pro přístroje rozptylující neutrony patří McStas, Restrax, NISP a IDEAS.

Pracovní princip

Simulace VITESS se provádějí pomocí metody sledování paprsků Monte Carlo. Trasy neutronů jsou vytvořeny ve zdrojovém modulu nebo načteny ze souboru vytvořeného v předchozí simulaci. Každému neutronu je přiřazena rychlost počítání, která je modifikována při každé interakci s nástrojem, jako je odraz nebo přenos přes (super) zrcadlovou desku. Trajektorie je zahozena, pokud neutron nenarazí na následující složku nebo se neabsorbuje. Některé komponenty (např. Prostředí vzorku) mohou znásobit trajektorie neutronů rozdělením neutronů do několika možných konečných stavů a ​​každému z nich přiřadit příslušnou pravděpodobnost, a tím udržet celkovou intenzitu neutronů buď konstantní, nebo klesající, pokud dojde ke ztrátě neutronů.

Části přístroje jsou reprezentovány moduly, které během simulace běží nezávisle ve struktuře potrubí. Neutrony jsou předávány z jednoho modulu do druhého v balíčcích obvykle 10 000 neutronů, což znamená, že pro většinu simulací, které vyžadují více statistik, běží všechny moduly paralelně. Tato modulární struktura umožňuje rozdělit simulaci na několik částí, např. uložte neutrony v kterékoli části přístroje, aby je přiváděl jako vstup do následující části v samostatné simulaci.

Historie verzí

  • VITESS 1.0 (1999)
  • VITESS 2.0 (2001)
  • VITESS 2.10 (Říjen 2011) paralelní vlákna snižují čas simulace na víceprocesorových počítačích, vizualizace trajektorií v neutronovém průvodci, výstupní komprese, nové komponenty: eliptické zrcadlo, čočka, paprsková zarážka
  • VITESS 2.11 (Prosinec 2011) první verze pro Macintosh, nový obecný 2-dimenzionální monitor, nový vzorek: zobrazování
  • VITESS 3.0 (Listopad 2012) vizualizace trajektorií přístrojů a neutronů, nové komponenty: ideální průvodce, brilantnost a obecné 1-dimenzionální monitory, zdroj FRM-2, aktualizovaný studený ESS a HZB studený / bi-spektrální zdroj

Reference

  1. ^ Domovská stránka HZB
  2. ^ G Zsigmond, K Lieutenant, S Manoshin, HN Bordallo, JDM Champion, J Peters, JM Carpenter, F Mezei, Průzkum simulací komplexních neutronových systémů pomocí VITESS, Nukleární nástroje a metody ve fyzice Výzkum Sekce A: Akcelerátory, Spektrometry, Detektory and Associated Equipment, svazek 529, vydání 1–3, 21. srpna 2004, strany 218-222, ISSN  0168-9002, 10.1016 / j.nima.2004.04.205.
  3. ^ Sergey Manoshin, Alexander Belushkin, Alexander Ioffe, sada polarizovaných neutronů VITESS: umožňuje simulaci výkonu jakéhokoli stávajícího rozptylu polarizovaného neutronového nástroje, Physica B: Condensed Matter, svazek 406, vydání 12, červen 2011, strany 2337–2341, ISSN  0921-4526, 10.1016 / j.physb.2010.11.080.
  4. ^ Amitesh Paul, Možnosti rozlišení vlnové délky pro reflektometr doby letu pomocí simulačního kódu VITESS, Jaderné přístroje a metody ve fyzice Výzkum A: Akcelerátory, spektrometry, detektory a související zařízení, svazek 646, číslo 1, 1. srpna 2011, strany 158-166, ISSN  0168-9002, 10.1016 / j.nima.2011.01.028.
  5. ^ Phillip M. Bentley, Shane J. Kennedy, Ken H. Andersen, Damián Martin Rodríguez, David F.R. Mildner, Korekce optických aberací ve vodítkách eliptických neutronů, Jaderné přístroje a metody ve fyzice Výzkum A: Akcelerátory, spektrometry, detektory a související zařízení, svazek 693, 21. listopadu 2012, strany 268-275, ISSN  0168-9002, 10.1016 / j.nima.2012.07.002.arXiv: 1201,4286
  6. ^ L.D. Cussen, D. Nekrassov, C. Zendler, K. Lieutenant, Vícenásobné odrazy ve vodicích trubicích eliptických neutronů, Jaderné nástroje a metody ve fyzice Výzkum sekce A: Akcelerátory, spektrometry, detektory a související zařízení, Dostupné online 5. prosince 2012, ISSN  0168-9002, 10.1016 / j.nima.2012.11.183.
  7. ^ K. Lieutenant a kol., Simulace a optimalizace neutronových přístrojů pomocí softwarového balíčku VITESS, Proc. SPIE 5536, Advances in Computational Methods for X-Ray and Neutron Optics, 134 (21. října 2004); doi: 10,1117 / 12,562814
  8. ^ Domovská stránka ESS
  9. ^ P. A. Seeger a kol., Porovnání kódu Monte Carlo pro modelový nástroj., Neutron News 13 (4): 24-29, 2002
  10. ^ U. Filges et al., FOCUS Intercomparison using McStas / VITESS / Restrax “, Prezentace na mezinárodním workshopu o aplikacích pokročilých simulací MC, 2006

externí odkazy