ứng dụng tin học trong vật lý hạt nhân

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN, ĐHQG-HCMĐỀ THI CUỐI KÌ</b>

<b>Học kỳ II – Năm học 2022-2023</b>

<b>Tên học phần: Ứng dụng tin học trong Vật lý hạt nhânNgày thi: 06/2023Họ và tên sinh viên: HOÀNG PHẠM THÀNH ĐẠTMSSV: 20130068</b>

<b><small>CÂU 1:... 2CÂU 2:... 3CÂU 3:... 4PHỤ Ụ ... 5 LC</small></b>

<small></small> <i><small>PHỤ LỤC 1:...5</small></i>

<small></small> <i><small>PHỤ LỤC 2:... 7</small></i>

<small></small> <i><small>PHỤ LỤC 3:... 9</small></i>

1

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>Câu 1: Xây dựng phương trình y(x) = x – 1 trong khoảng x=[-3;3] bằng phương pháp </b>

Monte-Carlo. Thực hiện mơ phỏng cho 50000 sự kiến. Trình bày kết quả

b) Vẽ histogram.

c) Fit tìm các hệ số. So sánh và đánh giá với giá trị thực.Hệ số sau khi được Fit:

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>Câu 2: Hãy viết phương trình C++, sử dụng phương pháp Monte-Carlo thực hiện mô </b>

phỏng cho phân bố Gauss với . Thự hiện mô phỏng cho 50000 sự kiện. Trình bày kết quả

b) Vẽ histogram.

c) Fit tìm và . So sánh và đánh giá với giá trị thực.

Sau khi làm khớp ta thu được giá trị các hệ số: . Các giá trị này khớp với giá trị thực,tuy nhiên sai số xảy ra vì bài tồn chỉ khảo sát trên khoảng [-5; 10]. Do đó, muốn giảm thiểu sai số có thể mở rộng khoảng khảo sát để thu được giá trị các hệ số tốt nhất vì hàm Gauss là hàm phân bố trên tồn miền khơng gian .

3

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>Câu 3: Xây dựng code Gate/Geant4 (1) mơ hình detector nhấp nháy NaI hình trụ 7,6cm</b>

7,6cm với thơng số hình học và thông số vật liệu cho trước; và (2) xây dựng bố trị thực nghiệm (hình 2). (<i>Phụ lục 3</i>)

Sử dụng actor về Energy Spectrum để ghi nhận phổ năng lượng để lại trong vật liệu NaI.

a) Mô hình detector nhấp nháy NaI

b) Phổ năng lượng để lại trong vật liệu NaI

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

PHỤ LỤC

#include <iostream>#include <cmath>#include <cstdlib>#include <ctime>#include <fstream>#include <TH1F.h>#include <TCanvas.h>#include <TFile.h>#include <TApplication.h>//#include <TF1.h>using namespace std;#define N_event 50000int main(int argc, char** argv){

TApplication app("app", &argc, argv); float ran1, ran2;

float x; float Y, y; int i;

ofstream luufile;

luufile.open("C:/Users/Thanh/OneDrive/Desktop/HCMUS/Ky6/CK_ThayHai/NaI_1/data.txt"); //Khởi tạo dữ liệu ngẫu nhiên

srand(time(NULL)); i = 0;

while (i < N_event) {

ran1 = (float)rand() / RAND_MAX; ran2 = (float)rand() / RAND_MAX; x = ran1 * 6 - 3;

Y = ran2 * 9 - 1; y = pow(x, 2) - 1; if (Y < y)

5

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

{

cout << x << "/t" << Y << "\t" << y << endl; luufile << x << endl;

i = i + 1; } }

luufile.close(); ifstream

file("C:/Users/Thanh/OneDrive/Desktop/HCMUS/Ky6/CK_ThayHai/NaI_1/data.txt"); double data;

TH1* h1 = new TH1F("h1", "Histogram: y(x) = x^2 -1", 1000, -3, 3); //Khai bao histogram /// Doc du lieu tu file va fill vao histogram

while (file >> data) {

h1->Fill(data); }

/// Ve histogram

TCanvas* c1 = new TCanvas(); h1->Draw();

app.Run(); luufile.close(); return 0;}

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

 Phụ lục 2:#include <iostream>#include <cmath>#include <cstdlib>#include <ctime>#include <fstream>#include <TH1F.h>#include <TCanvas.h>#include <TFile.h>#include <TApplication.h>using namespace std;#define N_event 50000float r1, r2, x1, x2, gauss;float Pi = 3.141592;int main(int argc, char** argv) {

TApplication app("app", &argc, argv);ofstream luufile;

luufile.open("C:/Users/Thanh/OneDrive/Desktop/HCMUS/Ky6/CK_ThayHai/NaI_2/data.txt");/* initialize random seed: */

x2 = sin(2. * Pi * r2);

gauss = x1*x2*2 + 3; //x1*x2*sigma+mean// Xuat so lieu ra man hinh

cout << gauss << endl;// luu so lieu vao file data.txt

7

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

luufile << gauss << "\n";

r1 = 0.; r2 = 0.; x1 = 0.; x2 = 0.; gauss = 0.;}

luufile.close();ifstream

file("C:/Users/Thanh/OneDrive/Desktop/HCMUS/Ky6/CK_ThayHai/NaI_2/data.txt");double data;

TH1* h1 = new TH1F("h1", "Histogram: Gauss function", 1000, -5, 10); //Khai bao histogram

/// Doc du lieu tu file va fill vao histogramwhile (file >> data)

/// Ve histogram

TCanvas* c1 = new TCanvas();h1->Draw();

app.Run();luufile.close();return 0;}

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

 Phụ lục 3:Code khai bao vat lieu

/gate/geometry/setMaterialDatabase data/GateMaterials.db# W O R L D

# Al_top

/gate/world/daughters/name Al_top/gate/world/daughters/insert cylinder/gate/Al_top/setMaterial Aluminium/gate/Al_top/geometry/setRmin 0. cm/gate/Al_top/geometry/setRmax 4. cm/gate/Al_top/geometry/setHeight 0.05 cm/gate/Al_top/placement/setTranslation 0.0 0.0 -0.085 cm

9

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

/gate/Al_top/vis/setColor yellow#/gate/Al_top/vis/forceSolid

# Al_bot

/gate/world/daughters/name Al_bot/gate/world/daughters/insert cylinder/gate/Al_bot/setMaterial Aluminium/gate/Al_bot/geometry/setRmin 0. cm/gate/Al_bot/geometry/setRmax 4.13 cm/gate/Al_bot/geometry/setHeight 3.5 cm

/gate/Al_bot/placement/setTranslation 0.0 0.0 -9.715 cm/gate/Al_bot/vis/setColor yellow

/gate/world/daughters/insert cylinder/gate/SiO2/setMaterial SiO2/gate/SiO2/geometry/setRmin 0. cm/gate/SiO2/geometry/setRmax 4. cm

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

/gate/Al2O3/geometry/setRmax 4. cm/gate/Al2O3/geometry/setHeight 7.62 cm/gate/Al2O3/placement/setTranslation 0.0 0.0 -4.13 cm/gate/Al2O3/vis/setColor red

/gate/world/daughters/name Al2O3_top/gate/world/daughters/insert cylinder/gate/Al2O3_top/setMaterial Al2O3/gate/Al2O3_top/geometry/setRmin 0 cm/gate/Al2O3_top/geometry/setRmax 4. cm/gate/Al2O3_top/geometry/setHeight 0.16 cm/gate/Al2O3_top/placement/setTranslation 0.0 0.0 -0.24 cm/gate/Al2O3_top/vis/setColor red

/gate/world/daughters/insert cylinder/gate/Silicon/setMaterial Silicon/gate/Silicon/geometry/setRmin 0. cm/gate/Silicon/geometry/setRmax 4. cm/gate/Silicon/geometry/setHeight 0.11 cm/gate/Silicon/placement/setTranslation 0.0 0.0 -0.105 cm/gate/Silicon/vis/setColor cyan

#/gate/Silicon/vis/forceSolid# NaI Detector

# /gate/world/daughters/name NaI_Crystal

---11

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

/gate/world/daughters/insert cylinder/gate/NaI_Crystal/setMaterial NaI/gate/NaI_Crystal/geometry/setRmin 0. cm/gate/NaI_Crystal/geometry/setRmax 3.81 cm/gate/NaI_Crystal/geometry/setHeight 7.62 cm/gate/NaI_Crystal/placement/setTranslation 0.0 0.0 -4.1 cm/gate/NaI_Crystal/vis/setColor blue

#/gate/NaI_Crystal/vis/forceSolid/gate/NaI_Crystal/attachCrystalSD#--- PMT

Code file main :

#/control/execute mac/visu.mac/control/execute mac/verbose.mac

#=====================================================# GEOMETRY

#=====================================================/control/execute mac/geometry.mac

#/control/execute mac/sourcecontainer.mac

#=====================================================

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

/gate/physics/Positron/SetCutInRegion NaI_Crystal 1.0 m# ---

# the following actor regularly store the current # ---

/gate/actor/addActor SimulationStatisticActor stat/gate/actor/stat/save output/data123.txt

/gate/actor/stat/saveEveryNSeconds 20# ---# the following actor stores Energy Spectrum: histogram# ---

/gate/actor/MyActor/enableFluenceTrackSpectrum true/gate/actor/MyActor/enableFluenceCosSpectrum true/gate/actor/MyActor/energySpectrum/setEmin 10 keV/gate/actor/MyActor/energySpectrum/setEmax 2 MeV/gate/actor/MyActor/energySpectrum/setNumberOfBins 1000

#=====================================================# INITIALISATION

/control/execute mac/digitizer.mac

13

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

#=====================================================# S O U R C E

#=====================================================/control/execute mac/source.mac

#=====================================================# D A T A O U T P U T

/gate/output/root/setFileName output/data/gate/output/root/setRootHitFlag 1/gate/output/root/setRootSinglesFlag 1

#====================================================# R A N D O M E N G I N E A N D S E E D

#==================================================== #JamesRandom Ranlux64 MersenneTwister

#/gate/random/setEngineName JamesRandom#/gate/random/setEngineSeed auto#/gate/random/verbose 1

#=====================================================# M E A S U R E M E N T S E T T I N G S

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

/gate/source/Cs137/gps/energy 900 keV

/gate/source/Cs137/gps/angtype iso/gate/source/Cs137/visualize 200 blue 3

15

</div>