Randament de neutroni — spalatie
Neutroni per proton intr-o tinta groasa. Curba e fit pe puncte publicate (model fizic
liniar-cu-prag Y = a·(E−E_prag)), nu coeficienti pusi de mana — cu banda de incertitudine si
sursa la fiecare punct. Incarca-ti datele GEANT4 ca sa pinui curba pe simularile tale.
Parametri
O linie per punct:
E[GeV], Y[, σ] (σ optional).
Spallation Lab — Monte Carlo live
Un mini-Monte Carlo in stil GEANT4: trage protoni in tinta, unul cate unul. Vezi cascada hadronica formandu-se — proton (roșu), neutroni de spalatie (cyan), vârfuri de interactie. Statisticile se acumuleaza live, iar media n/proton converge spre predictia analitica. Joaca-te cu lungimea tintei ca sa vezi cum saturatia productiei si scaparile depind de geometrie.
Fascicul & tinta
Depunere de caldura & limita de putere
Sarcina termica pe tinta: P[MW] = E[GeV]·I[mA], din care o fractie f_dep
devine caldura. Pune volumul tintei pentru densitatea de putere si debitul de agent de racire pentru ΔT.
Parametri
Muoni de suprafata — tinta de grafit (μSR)
Randament relativ de muoni de suprafata vs energia protonului. Forma reproduce rezultatul-cheie al lui Bungau: optim la ~500 MeV, slab subtire de grafit (PRST-AB 16/17).
Parametri
O linie per punct:
E[GeV], randament_μ⁺. Tool-ul fiteaza picul si-ti spune optimul tau vs cei ~500 MeV publicati.
Reactor sub-critic condus de accelerator (ADSR) — thoriu
Multiplicare sub-critica M = 1/(1−k_eff), castig energetic si putere termica
(model Energy Amplifier). Plus conversia fertila→fisila Th-232 → U-233.
Parametri
Cinetica punctuala live — conduci fasciculul
Reactorul sub-critic e mort fara accelerator. Aprinde fasciculul, misca k_eff si urmareste puterea raspunzand in timp real. Apasa TRIP ca sa tai fasciculul brusc: vezi caderea prompta urmata de coada neutronilor intarziati. Cu cat k_eff e mai aproape de 1, cu atat mai mare multiplicarea — si mai sensibil sistemul.
Activare indusa & racire
Activitate relativa vs timp de racire, A = A_sat(1−e^{−λt_irr})e^{−λt_cool},
sumata pe nuclizii dominanti per material. Pentru planificarea cooldown / manipulare.
Parametri
O linie per nuclid:
nuclid, T½[zile], productie[, Γ] (Γ = constanta de doza, optional → curba de doza).
Daune de radiație (DPA) & durată de viață
Nevoia #1 a comunității de ținte de mare putere (High Power Targetry Workshop;
arXiv:2501.10556 / 2203.04714): câte deplasări per atom (DPA) și cât He acumulează ținta, și după
cât timp trebuie schimbată. Model NRT DPA = σ_dpa·Φ — sau importă DPA/proton din
FLUKA/MARS/GEANT4 pentru valori de design.
Fascicul & țintă
DPA per proton la vârf (din MC-ul tău) — override pe σ indicativ:
Șoc termic — fascicul pulsat
Provocarea #1 a țintelor de mare putere (High Power Targetry Workshop). La fascicul
pulsat (ISIS, ESS), fiecare puls depune energie prea repede ca să difuzeze → salt adiabatic de temperatură →
stres termic σ = E·α·ΔT/(1−ν). Dacă σ depășește rezistența materialului → fisurare.
Rep-rate mai mare = energie/puls mai mică = șoc mai mic.
Fascicul pulsat & țintă
Accelerare laser-plasmă (LWFA)
Fizica laserelor de mare putere care fac accelerare de particule — domeniu puternic în UK (Central Laser Facility, Rutherford Appleton Lab — același sit cu ISIS) și la AWAKE (CERN, accelerare în plasmă). Un laser intens într-o plasmă creează o „bulă" cu gradient de accelerare de ~1000× mai mare decât un accelerator RF clasic. Scalări din Lu et al. (PRST-AB 10, 061301, 2007) & Esarey (RMP 81, 2009).
Laser & plasmă
CERN — stare live a acceleratoarelor (VISTAR)
Display-urile operaționale live de la CERN (OP webtools / VISTAR), actualizate automat. Vezi în timp real LHC Page 1, luminozitatea, lanțul de injecție (Linac→PSB→PS→SPS→LHC), AWAKE (accelerare în plasmă) și altele. Imaginile vin direct de la op-webtools.web.cern.ch/vistar.
Optimizare multi-obiectiv — front Pareto sub constrângeri
Răspunde la întrebarea reală de design: „maximizează neutronii, dar ține ΔT/puls sub X,
DPA/an sub Y, stresul termic sigur și durata de viață peste N". Scanează spațiul
material × energie × curent, evaluează toate metricile (din aceleași modele ca tab-urile
individuale) și extrage frontul Pareto dintre punctele fezabile.
Spațiu de căutare
Geometrie & fascicul
Constrângeri (gol = ignoră)
Front Pareto (soluții ne-dominate, fezabile)
Export GEANT4 — macro + geometrie + scorers
Transformă parametrii aleși într-un pachet GEANT4 reproductibil: macro .mac
(fascicul GPS, mesh de scoring), card de material NIST, schelet DetectorConstruction.cc și
lista fizică recomandată. Estimatorul devine un pre-procesor de simulare — închizi bucla de la
„ordin de mărime" la rularea Monte Carlo.
Țintă & fascicul
▶ Rulează GEANT4 REAL pe server geant4_pybind
Nu doar macro-ul — simularea Monte Carlo adevărată, pe geometria și fasciculul de mai sus (din panoul din stânga). Numără neutronii de spalație creați și energia depusă, apoi compară automat cu estimatorul analitic. (Același lucru e și în tab-ul dedicat 🔬 GEANT4 (live).)
GEANT4 (live) — simulare Monte Carlo reală pe server geant4_pybind
Nu estimator, nu macro — GEANT4 adevărat rulează pe server. Trage protoni unul câte unul în țintă, numără neutronii de spalație creați și energia depusă, apoi compară automat cu estimatorul analitic. (Plafonat pe web la câteva mii de protoni ca să rămână scurt — pentru statistică de producție rulezi macro-ul din tab-ul 🧩 Export GEANT4 pe clusterul tău.)
Țintă & fascicul
Rularea web folosește QGSP_BERT implicit (de ~5× mai rapidă): neutronii se numără la creare, deci transportul HP până la termic n-ar schimba randamentul, doar l-ar încetini. HP/Shielding contează pentru doză/activare/ecranare.
Validare & trasabilitate științifică
Pentru fiecare modul: modelul, formula exactă, domeniul de valabilitate, ipotezele, incertitudinea, benchmark vs literatură (cu eroare relativă) și citări BibTeX/DOI. Ca să poți pune un rezultat într-un raport fără să refaci detectivistic proveniența.
Modul
Benchmark vs literatură
Citări (BibTeX)
Scan de spațiu de design & export
Tabel de design clasic: randament de neutroni pentru toate materialele pe un domeniu de energie, într-o singură baleiere — exportabil CSV pentru articole/rapoarte. (Curbele sunt fit pe date publicate; materialele fără date sunt marcate.)
Parametri scan
Despre acest instrument
Un companion analitic pentru proiectarea tintelor de accelerator de mare putere. Toate modelele sunt estimatori (fituri empirice + legi de scalare), nu transport Monte Carlo. Scopul: un ordin de marime instant si o harta a spatiului de parametri ca sa stii unde sa indrepti rularile GEANT4 costisitoare.
Cum se foloseste bine
1. Exploreaza tendintele si compromisurile in fiecare modul.
2. Calibreaza (la modulul Neutroni) pe cateva puncte din simularile tale GEANT4 — curba devine
un interpolator personalizat, rapid.
3. Intreaba asistentul Claude (dreapta) — el vede contextul de calcul curent si poate interpreta
fizic rezultatul, sugera parametri sau schita un macro GEANT4.
Context & nevoi ale comunității (din literatură)
Ce cere comunitatea de ținte de mare putere (High Power Targetry Workshop din 2003; „High-Power Targetry for Muon Production" arXiv:2501.10556; „Modeling Needs for High Power Target" arXiv:2203.04714; benchmark-uri OECD/NEA & IAEA-ADS) — și ce acoperă acest instrument:
Surse per modul
Construit ca un cadou pentru un cercetator in fizica tintelor de accelerator. Niciun model nu inlocuieste o rulare GEANT4 validata.