粒子探測器蒙特卡羅模擬

1 緒論
1.1 蒙特卡羅方法簡介
1.1.1 蒙特卡羅方法的原理
1.1.2 收斂性
1.1.3 誤差
1.2 蒙特卡羅方法的起源
1.3 粒子輸運的蒙特卡羅方法
1.3.1 粒子輸運與馬爾科夫過程
1.3.2 粒子輸運的蒙特卡羅方法所解決的問題
1.4 蒙特卡羅粒子輸運代碼的發展
1.4.1 創立初期
1.4.2 后期發展
1.5 粒子探測器蒙特卡羅建模
1.5.1 幾何建模
1.5.2 源項設定
1.5.3 粒子輸運
1.5.4 探測器響應

2 粒子輸運的蒙特卡羅方法
2.1 粒子輸運
2.1.1 基本概念
2.1.2 運動論層次的描述
2.2 粒子輸運的蒙特卡羅方法
2.2.1 平均自由程的確定
2.2.2 反應種類確定
2.2.3 散射角的選取
2.2.4 輸運的起始和終止
2.3 粒子輸運算法
2.4 蒙特卡羅粒子輸運方法的誤差

3 粒子與物質相互作用
3.1 中子
3.1.1 截面獲取
3.1.2 反應類型
3.2 光子
3.2.1 光電效應
3.2.2 湯姆遜散射
3.2.3 康普頓散射
3.2.4 瑞利散射
3.2.5 電子對效應
3.3 帶電粒子
3.3.1 庫侖散射
3.3.2 帶電粒子的能損
3.3.3 重帶電粒子
3.3.4 電子

4 狀態變量抽樣
4.1 隨機變量的抽樣
4.1.1 解析取反抽樣法
4.1.2 數值法取反抽樣
4.1.3 舍選抽樣
4.1.4 復合抽樣
4.1.5 查表法
4.2 粒子的位置
4.2.1 點源分布
4.2.2 面源分布
4.2.3 體源分布
4.3 粒子運動方向
4.3.1 各向同性分布
4.3.2 錐角內各向同性點源分布
4.4 粒子能譜分布
4.4.1 裂變能譜(Watt譜)
4.4.2 光子散射能譜
4.4.3 麥克斯韋分布
4.4.4 高斯分布

5 幾何模型
5.1 幾何建模過程
5.2 幾何體的組合
5.2.1 曲面建立
5.2.2 幾何單元定義
5.3 邊界描述
5.4 粒子跟蹤

6 探測器記錄與響應
6.1 粒子輸運模擬中的物理量
6.2 穩態系統的記錄
6.2.1 體估計
6.2.2 面穿越估計
6.2.3 解析估計
6.3 信號產生及其數字化
6.3.1 閃爍體探測器的響應
6.3.2 氣體探測器的響應

7 減小方差的技術
7.1 密度函數的偏倚
7.1.1 反應類型的偏倚
7.1.2 俄羅斯輪盤賭
7.1.3 自由程偏倚
7.1.4 指數變換
7.1.5 強制碰撞
7.2 分裂技術
7.2.1 基於俄羅斯輪盤賭的幾何分裂
7.2.2 基於俄羅斯輪盤賭的能量分裂
7.2.3 基於俄羅斯輪盤賭的角度分裂
7.2.4 權重窗技術