Моделирование когерентных и коллективных эффектов при взаимодействии нейтронов с наносистемами с использованием системы объектных библиотек Geant4 на супер-компьютерных архитектурах : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель Г. Г. Крылов

Abstract

Объектом исследования являются наноструктурированные квантовые системы, когерентно взаимодействующие с потоками частиц малых энергий. Цель работы: Разработка подходов и моделирование методами Монте-Карло процессов взаимодействия низкоэнергетических нейтронных потоков с наносистемами и наноструктурированными материалами с использованием суперкомпьютерных архитектур. В результате работы: Рассмотрены подходы к расширению системы объектных библиотек Genat4 на использование структурированных материалов при описании низкоэнергетического нейтронного транспорта. Определены классы и методы, требующие модификации при моделировании с учетом структурных характеристик материалов. Рассмотрены особенности учета поляризации частиц при Монте-Карло моделировании в системе Geant4. Предложено расширение системы библиотек на учет спина при моделировании низкоэнергетических нейтронных потоков. Реализованы классы и методы, затрагиваемые модификацией системы объектных библиотек GEANT4 на учет наноструктурированности элементов системы. Реализован импорт информации о структуре материала в классы GEANT4 из стандартных XML форматов описания кристаллической структуры. Рассмотрены возможности учета волновых эффектов при моделировании низкоэнергетических процессов в системе Geant4, учет конечности волнового пакета и скачков потенциала на граница раздела разных материалов. Полученные результаты позволяют начать разработку подходов к Монте-Карло моделированию когерентного нейтронного рассеяния на наноструктурированных материалах с использованием системы объектных библиотек Geant4.