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Dissertations / Theses on the topic 'ROOT and GEANT4 simulations'
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Ekelund, Emil, and Skoglösa David Fogelberg. "Geant4 Simulations of Hadron Therapy and Refinement of User Interface." Thesis, KTH, Medicinteknik och hälsosystem, 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-254374.
Full textAbstract:
Radiotherapy is one of the most used methods for treating cancer and the most common way to execute such treatments is to irradiate tumors with high energy photons. This can damage healthy tissue along the irradiation line. By using hadron therapy and instead irradiate the tumor with charged particles (protons or Carbon 12 ions), the energy can be concentrated to a more specific place in the body. However, the method is not well studied and the tools available for simulating hadron therapy can be hard to use. When simulating hadron therapy and other nuclear interactions a large amount of calculations need to be executed. Monte Carlo methods is a numerical method to solve equations based on repeated number sampling and is used in the simulation program Geant4. Hadron therapy was simulated with Geant4 and the data was analyzed with the data analysis framework ROOT. New macros and analysis scripts were created with the intention to help new Geant4 users. The aim to make Geant4 easier to use was partially met. The implementation of code for the low energy region of Carbon 12 projectiles was unsuccessful.
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Bandieramonte, Marilena. "Muon Portal project: Tracks reconstruction, automated object recognition and visualization techniques for muon tomography data analysis." Doctoral thesis, Università di Catania, 2015. http://hdl.handle.net/10761/3751.
Full textAbstract:
The present Ph.D. thesis is contextualized within the Muon Portal project, a project dedicated to the creation of a tomograph for the control and scanning of containers at the border in order to reveal smuggled fissile material by means of the cosmic muons scattering. This work aims to extend and consolidate the research in the field of muon tomography in the context of applied physics. The main purpose of the thesis is to investigate new techniques for reconstruction of muon tracks within the detector and new approaches to the analysis of data from muon tomography for the automatic objects recognition and the 3D visualization, thus making possi- ble the realization of a tomography of the entire container. The research work was divided into different phases, described in this thesis document: from a prelimi- nary speculative study of the state of the art on the tracking issue and on the tracks reconstruction algorithms, to the study on the Muon Portal detector performance in the case of particle tracking at low and high multiplicity. A substantial part of the work was devoted to the study of different image reconstruction techniques based on the POCA algorithm (Point of Closest Approach) and the iterative EM-LM algorithm (Expectation-Maximization). In addition, more advanced methods for the tracks reconstruction and visualization, such as data-mining techniques and clustering algorithms have been the subject of the research and development ac- tivity which has culminated in the development of an unsupervised multiphase clustering algorithm (modified-Friends-of-Friends) for the muon tomography data analysis.
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Persson, Daniel. "Application of GEANT4 toolkit for simulations of high gradient phenomena." Thesis, Uppsala universitet, FREIA, 2018. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-353347.
Full textAbstract:
To study electron emissions and dark currents in the accelerating structures in particle colliders, a test facility with a spectrometer has been constructed at CERN. This spectrometer has been simulated in the C++ toolkit GEANT4 and in this project the simulation has been improved to handle new realistic input data of the emitted electrons. The goal was to find relations between where the electrons are emitted inside the accelerating structure and the energy or position of the particles measured by the spectrometer. The result was that there is a linear relation between the initial position of the electrons and the width in the positions of the particles measured by the spectrometer. It also appears to be a relations between energy the emitted electrons get in the accelerating structure, which is related to the position, and the energy they deposit in the spectrometer. Further studies where the simulations are compared with real measurement data are required to determine whether these relations are true or not, find better reliability in the relations and get a better understanding of the phenomena.
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Ersmark, Tore. "Geant4 Monte Carlo Simulations of the International Space Station Radiation Environment." Doctoral thesis, Stockholm, 2006. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-4007.
Full text
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Pham, Quang Trung. "Couplage et validation de l'extension GeantA-DNA dans la plateforme de simulation Monte Carlo GATE pour l'irradiation de molécules d'ADN dans un environnement de grille de calcul." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22456/document.
Full textAbstract:
Les méthodes de simulation Monte-Carlo s’étendent avec succès à différents domaines de la physique médicale mais aussi à différentes échelles, par exemple de la planification des traitements de radiothérapie jusqu’à une prévision des effets des rayonnements au niveau des cellules cancéreuses. La plateforme de simulation Monte-Carlo GATE, basée sur l’outil Geant4, propose des fonctionnalités dédiées aux simulations en physique médicale (médecine nucléaire et radiothérapie). Pour les applications en radiobiologie, les modèles physiques Geant4-DNA implémentés jusqu’à très basse énergie (eV) permettent d’estimer des quantités micro-dosimétriques d’intérêt. Dans le but d’implémenter une plateforme de simulation Monte-Carlo multi-échelles, nous nous sommes d’abord intéressés à la validation des modèles physiques de Geant4-DNA, puis à leur intégration dans la plateforme de simulation GATE et enfin à une validation de cette implémentation dans un contexte de radiothérapie et protonthérapie. De manière à valider les modèles physiques de Geant4-DNA, des points kernels de dose en électrons mono-énergétiques (de 10 keV à 100 keV) ont été simulés en utilisant les modèles physiques de Geant4 et de Geant4-DNA et ils ont comparés au code Monte-Carlo EGSnrc. Les parcours et pouvoirs d’arrêts des électrons (de 7,4 eV à 1 MeV) et des protons (de 1 keV à 100 MeV) calculés avec Geant4-DNA (processus et modèles préalablement intégrés dans GATE) ont ensuite été validés. Nous avons alors proposé de simuler avec la plateforme GATE l’impact de faisceaux cliniques et pré-cliniques sur l’ADN cellulaire. Nous avons ainsi modélisé un faisceau de protonthérapie de 193,1 MeV, un accélérateur linéaire en mode électrons de 6 MeV et un irradiateur RX de 250 kV. Ces simulations ont d’abord été validées en milieu aqueux par une comparaison de la dose macroscopique avec des mesures expérimentales. Les faisceaux ont ensuite été utilisés pour calculer, pour chacun d’entre eux, les fréquences de dépôts d’énergie à l’ADN. La molécule d’ADN a été simulée tout d’abord grâce à des cylindres équivalents en dimension à 10 paires de base (2 nm x 2 nm), équivalents à la taille d’un nucléosome (10 nm x 5 nm) et équivalents à la taille d’une fibre de chromatine (25 nm x 25 nm). Tous ces cylindres ont été placés aléatoirement dans un volume d’eau liquide (de rayon 500 nm). Nous avons ensuite reconstruit la molécule d’ADN dans Geant4 à partir de la lecture de fichiers PDB (Protein Data Bank) représentant douze paires de base de la molécule d’ADN et un dinucléosome (347 paires de base). Enfin, nous avons développé un outil permettant de corréler les positions de dépôts d’énergie directs dans l’eau liquide avec les coordonnées des paires de base de l’ADN, afin de calculer les nombres de cassures simple et double brin de l’ADN. Tous les calculs réalisés au cours de ce travail, ont été déployés sur l’Infrastructure de Grille Européenne ; des tests de performance sont proposés pour mesurer l’intérêt de ce type d’architecture pour les calculs Monte-CarloThe Monte Carlo simulation methods are successfully being used in various areas of medical physics but also at different scales, for example, from the radiation therapy treatment planning systems to the prediction of the effects of radiation in cancer cells. The Monte Carlo simulation platform GATE based on the Geant4 toolkit offers features dedicated to simulations in medical physics (nuclear medicine and radiotherapy). For radiobiology applications, the Geant4-DNA physical models are implemented to track particles till very low energy (eV) and are adapted for estimation of micro-dosimetric quantities. In order to implement a multi-scale Monte Carlo platform, we first validated the physical models of Geant4-DNA, and integrated them into GATE. Finally, we validated this implementation in the context of radiation therapy and proton therapy. In order to validate the Geant4-DNA physical models, dose point kernels for monoenergetic electrons (10 keV to 100 keV) were simulated using the physical models of Geant4-DNA and were compared to those simulated with Geant4 Standard physical models and another Monte Carlo code EGSnrc. The range and the stopping powers of electrons (7.4 eV to 1 MeV) and protons (1 keV to 100 MeV) calculated with GATE/Geant4-DNA were then compared with literature. We proposed to simulate with the GATE platform the impact of clinical and preclinical beams on cellular DNA. We modeled a clinical proton beam of 193.1 MeV, 6 MeV clinical electron beam and a X-ray irradiator beam. The beams models were validated by comparing absorbed dose computed and measured in liquid water. Then, the beams were used to calculate the frequency of energy deposits in DNA represented by different geometries. First, the DNA molecule was represented by small cylinders : 2 nm x 2 nm ( 10 bp), 5 nm x 10 nm ( nucleosome) and 25 nm x 25 nm ( chromatin fiber). All these cylinders were placed randomly in a sphere of liquid water (500 nm radius). Then we reconstructed the DNA molecule in Geant4 by reading PDB (Protein Data Bank) files representing twelve base pairs of the DNA molecule and a dinucleosome (347 base pairs). Finally, we developed a tool to correlate the positions of direct energy deposit in liquid water with the coordinates of the base pairs of DNA to calculate the number of single and double strand breaks in DNA. All calculations in this work were perfomed on the European Grid Infrastructure; performance tests are available to estimate the utility of this type of architecture for Monte Carlo calculations
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Baroncelli, Leonardo. "Use of POWER8 architecture for High Energy Physics simulations." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018.
Find full textAbstract:
Il seguente elaborato di tesi è svolto nel contesto di una accordo tra le organizzazioni INAF e CERNOpenLab per esplorare le possibilità computazionali dell’architettura IBM POWER nel contesto della fisica delle alte energie. Nel primo capitolo si illustrano le sfide che la prossima generazione di esperimenti porranno alla comunità scientifica. Tra queste sfide, è evidenziata la grande richiesta di tempo di calcolo dei metodi Monte Carlo per il Particles Transport. Anche un piccolo incremento di velocità delle simulazioni farebbe risparmiare alla comunità scientifica centinaia di migliaia di euro all’anno. Viene quindi descritto il software Geant4 e presentata la sua evoluzione, il progetto GeantV. Lo scopo di quest’ultimo è sfruttare completamente le caratteristiche dei processori moderni, come l’architettura IBM POWER di cui vengono delineate le caratteristiche principali. Nel secondo capitolo si porta a termine la validazione scientifica di un insieme di modelli fisici di Geant4 sulla CPU POWER8E, nel contesto della missione e-ASTROGAM. Nel terzo capitolo vengono confrontate le velocità delle CPU POWER8NVL e Xeon E5-2697 misurando il tempo di calcolo su di un codice Geant4 di simulazione. Si mostra un problema di efficienza nel test a singolo thread. La causa del problema viene ricondotta all’utilizzo del compilatore GCC. Il problema viene risolto attraverso l’utilizzo del compilatore XL. Lo stesso codice di simulazione viene quindi eseguito in modalità multi thread e viene verificata la scalabità in entrambe le CPU. Nel quarto capitolo, si compilano sull’architettura POWER8NVL, le librerie delle dipendenze software di GeantV, risolvendo gli errori di compilazione
incontrati. Infine si compilano le librerie di GeantV come primo passo verso una futura integrazione tra GeantV e l’architettura POWER. Nel capitolo conclusivo, si riassumono i risultati ottenuti e vengono prestantate una serie di possibili strategie per aumentare l’efficienza computazionale del POWER.
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Perrot, Yann. "Evaluation de la dose déposée par des faisceaux d'électrons en radiothérapie dans des fantômes voxelisés en utilisant la plateforme de simulation Monte Carlo GATE fondée sur GEANT4 dans un environnement de grille." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721940.
Full textAbstract:
La planification de traitement en radiothérapie nécessite un calcul précis de la dose délivrée au patient. La méthode la plus fiable pour y parvenir est la simulation du transport des particules par technique Monte Carlo. Cette thèse constitue la première étude concernant la validation de la plateforme de simulation Monte Carlo GATE (GEANT4 Application for Tomographic Emission), basée sur les librairies de GEANT4 (GEometry ANd Tracking), pour le calcul de la dose absorbée déposée par des faisceaux d'électrons. L'objectif de cette thèse est de montrer que GATE/GEANT4 est capable d'atteindre le niveau d'exigences requis pour le calcul de la dose absorbée lors d'une planification de traitement, dans des situations où les algorithmes analytiques, actuellement utilisés dans les services de radiothérapie, n'atteignent pas un niveau de précision satisfaisant. L'enjeu est de prouver que GATE/GEANT4 est adapté pour la planification de traitement utilisant des électrons et capable de rivaliser avec d'autres codes Monte Carlo reconnus. Cet enjeu a été démontré par la simulation avec GATE/GEANT4 de faisceaux et des sources d'électrons réalistes utilisées en radiothérapie externe ou en radiothérapie moléculaire et la production de distributions de dose absorbée en accord avec les mesures expérimentales et avec d'autres codes Monte Carlo de référence pour la physique médicale. Par ailleurs, des recommandations quant à l'utilisation des paramètres de simulation à fixer, assurant un calcul de la distribution de dose absorbée satisfaisant les spécifications en radiothérapie, sont proposées.
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Le, Foulher Fabrice. "Simulations Monte Carlo et mesures de l'émission de gamma prompts appliquées au contrôle en ligne en hadronthérapie." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00573263.
Full textAbstract:
Au cours du traitement d'une tumeur avec des ions légers, la position du pic de Bragg doit être connue avec précision. Une fraction importante des ions incidents subissent des collisions nucléaires avec les noyaux cibles conduisant à l'émission de particules promptes qui peuvent être porteuses d'informations sur le parcours des ions. Ce travail, qui se concentre sur les gamma prompts, montre que le rendement en profondeur de ces émissions est fortement corrélé au parcours des ions et que les taux de comptage mesurés permettent d'envisager un système d'imagerie réaliste, fonctionnant en temps réel. Dans ce but, nous avons réalisé des expériences au GANIL et au GSI avec un détecteur collimaté placé perpendiculairement à l'axe du faisceau et la technique du temps de vol a été utilisée pour réduire le bruit de fond induit par les neutrons et les particules chargées. Des simulations Geant4 ont été réalisées pour concevoir le dispositif expérimental et interpréter les données. Un accord qualitatif entre les simulations et l'expérience est observé pour la quantité d'énergie déposée dans le détecteur et pour la forme du spectre de temps de vol. Cependant, des divergences apparaissent pour le rendement de gamma prompts et la distribution en profondeur des gamma détectés. Ces divergences sont discutées, principalement en termes de modèles de physique nucléaire qui doivent être améliorés. Après avoir sélectionné les modèles physiques offrant les simulations les plus en accord avec les mesures, des études concernant les lieux d'émissions des gamma prompts et l'influence de la diffusion dans la cible ont été réalisés afin de déterminer l'impact sur la corrélation avec le parcours des ions.
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Khristenko, Viktor. "A search for the standard model Higgs Boson in the µ+µ- decay channel in PP collisions at √s=13 TeV with CMS, calibration of CMS Hadron forward calorimeter, and simulations of modern calorimeter systems." Diss., University of Iowa, 2017. https://ir.uiowa.edu/etd/5790.
Full textAbstract:
A search for the Standard Model Higgs Boson decaying to two muons in proton-proton collisions with the Compact Muon Solenoid experiment is performed. Building on top of the success of previous CMS analyses (CMS Run I campaign), results are presented using 35.9 fb−1 of data collected over the course of 2016 (CMS Run II campaign) at a center-of-mass energy of √s = 13 TeV.
During the Long Shutdown 1 of the Large Hadron Collider, the CMS detector underwent substantial hardware changes. The second topic discusses the process of calibration of the CMS Hadron Forward Calorimeter in preparation for collisions after LS1.
The final chapter discusses the process of building simulations of calorimeter systems. Walking through all the steps from geometry specification to readout definition the results for two standalone calorimeters are presented that have been proposed as potential replacements for respective CMS components.
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DeSantis, Dylan David. "CH3NH3PbBr3-xClx Device Characteristics for Gamma Spectroscopy with Simulations of Real Time Pulse Height Analysis." The Ohio State University, 2017. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1501878848404021.
Full text
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Ievsieieva, Ievgeniia. "Simulação com o código GEANT4 de medida de espessura de revestimento metálico em metal por XRF." Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2012. http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=4154.
Full textAbstract:
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoNesta dissertação são apresentados resultados de simulações Monte Carlo de fluorescência de raios X (XRF), utilizando o programa GEANT4, para medidas de espessura de revestimento metálico (Ni e Zn) em base metálica (Fe). As simulações foram feitas para dois tamanhos de espessura para cada metal de revestimento, (5μm e 10μm), com passos de 0,1 μm e 0,001 μm e com 106 histórias. No cálculo da espessura do revestimento foram feitas as aproximações de feixe de raios X monoenegético, com a análise da transmissão apenas da energia do K-alfa e para uma geometria compatível com um sistema real de medição (ARTAX-200). Os resultados mostraram a eficiência da metodologia de simulação e do cálculo da espessura do revestimento, o que permitirá futuros cálculos, inclusive para multirevestimentos metálicos em base metálica.
This dissertation is presented results of x-ray fluorescence (XRF) Monte Carlo simulations) using GEANT4 for metallic coating (Ni and Zn) thickness determination on metallic base (Fe). The simulations were made for two values of coating thickness for each covering (5 μm and 10 μm), with steps of 0.1 μm and 0.001 μm, and with 106 stories. The monoenergetic x-ray approach was used assuming the transmission of only K-alpha line. The experiment and geometry was similar to the real system of measurement (ARTAX-200 ). The results showed the efficiency of the simulation methodology, as well as the ability to measure the thickness of coating by XRF. Thus, a continuation of this study for multilayer metal coating could be promising.
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Gandrajula, Reddy Pratap. "Observation and branching fraction measurement of B+ →ψ(2S)φK+ AT√s=8TeV in CMS & Hadron Shower development studies using Geant4 simulations." Diss., University of Iowa, 2016. https://ir.uiowa.edu/etd/2209.
Full textAbstract:
Heavy quark decays provide a very advantageous investigation to test the Standard Model (SM). Recently, promising experiments with b quark, as well as the analysis of the huge data sets produced at the Large Hadron Collider(LHC) experiment, have led to an increasing study and sensitive measurements of relative b quark decays. In this thesis, a preliminary study is presented for the first time observation of the B+ → ψ(2S)φK+ with a statistical significance above 5 standard deviations using proton-proton collisions at √s = 8 TeV collected with CMS detector at LHC. The data sample, selected on the basis of the dimuon decay mode of the ψ(2S), corresponds to an integrated luminosity of 19.6 fb−1. A total of 140±15 B+ → ψ(2S)φK+ events have been observed. The branching fraction of B+ → ψ(2S)φK+ is measured relative to B+ → ψ(2S)K+, whose absolute branching fraction (BF) is known. The ratio is converted to an absolute branching fraction of B+ → ψ(2S)φK+, including systematics which is determined to be (4.0 ± 0.4(stat) ± 0.6(syst) ± 0.1(BR)) × 10−6, where the third uncertainty is due to imprecise knowledge of BF. The upper limit of the fraction of B+ → ψ(2S)(non−φ)K+ component in the selected B+ → ψ(2S)K+K−K+ channel is found to be 26% at 95% confidence level.
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Pinto, Marco. "Modelling and simulation of physics processes for in-beam imaging in hadrontherapy." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10330/document.
Full textAbstract:
L'hadronthérapie joue un rôle de plus en plus important au sein des techniques de radiothérapie grâce aux propriétés balistiques des ions et, dans le cas de ceux plus lourds que les protons, à une augmentation de l'efficacité biologique dans la région tumorale. Ces caractéristiques permettent une meilleure conformation de la dose délivrée au volume tumoral et elles permettent en particulier de traiter des tumeurs radio-résistantes. Elles conduisent cependant à une grande sensibilité du parcours des ions aux incertitudes du traitement. C'est dans ce contexte qu'a été proposée la détection de radiations secondaires émises lors des interactions nucléaires induites par les ions incidents dans le patient. La tomographie par émission de positons et la détection des rayons gamma prompts ont notamment fait l'objet d'une recherche intense ces dernières années. Le réseau de formation européen ENTERVISION, soutenu par la communauté ENLIGHT, a été crée fin 2009 pour développer ce type d'imagerie et, plus généralement, traiter les incertitudes de traitement en hadronthérapie. Le travail présenté dans ce manuscrit et intitulé ≪ Modélisation et simulation des processus physiques pour l'imagerie en ligne de l'hadronthérapie ≫ est l'un des nombreux travaux issus de ce projet. Bien que le sujet soit particulièrement large, le fil conducteur de ce travail a été une étude systématique visant in fine une implémentation d'un dispositif d'imagerie ≪ gamma prompts ≫ utilisable à la fois en faisceau de protons et d'ions carboneHadrontherapy is taking an increasingly important role in radiotherapy thanks to the ballistic properties of ions and, for those heavier than protons, an enhancement in the relative biological effectiveness in the tumour region. These features allow for a higher tumour conformality possible and gives the opportunity to tackle the problem of radioresistant tumours. However, they may lead to a great sensitivity of ion range to treatment uncertainties, namely to morphological changes along their path. In view of this, the detection of secondary radiations emitted after nuclear interactions between the incoming ions and the patient have been long proposed as ion range probes and, in this regard, positron emitters and prompt gammas have been the matter of intensive research. The European training network ENTERVISION, supported by the ENLIGHT community, was created in the end of 2009 in order to develop such imaging techniques and more generally to address treatment uncertainties during hadrontherapy. The present work is one of the many resulting from this project, under the subject “Modelling and simulation of physics processes for in-beam imaging in hadrontherapy”. Despite the extensive range of the topic, the purpose was always to make a systematic study towards the clinical implementation of a prompt-gamma imaging device to be used for both proton and carbon ion treatments
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Kéfélian, Cécile. "Search for dark matter with EDELWEISS-III excluding background from muon-induced neutrons." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1020/document.
Full textAbstract:
Le but de l'expérience EDELWEISS est la détection directe de matière noire sousforme de WIMPs, par l'étude de leur diffusion élastique sur les noyaux de germanium des détecteurs bolomètriques. Le plus problématique des bruits de fond provient des neutrons pouvant mimer l'interaction d'un WIMP dans un détecteur. Ces neutrons sont notamment produits par les rares muons cosmiques de haute énergie qui atteignent le laboratoire souterrain malgré les 4800 m w.e. de roche. Les muons résiduels sont détectés par un système veto de 46 modules de scintillateur plastique entourant l'expérience, qui permet de rejeter la plupart du bruit de fond associé. La détermination précise du bruit de fond neutron résiduel induit par ces muons dans EDELWEISS-III, essentielle pour l'identification des WIMPs, est le but de cette thèse. Le taux de bruit de fond dépend de la géométrie de l'expérience ainsi que des matériaux utilisés, qui ont subi d'importantes modifications depuis EDELWEISS-II. Des simulations GEANT4 du passage des muons dans la nouvelle géométrie ont été réalisées afin d'extraire le taux d'événements induits par les muons dans les bolomètres. Ce taux est en bon accord avec le taux mesuré extrait des données du Run308. En parallèle, une limite inférieure sur l'efficacité du veto muon a été extraite à partir des données bolomètres. Une nouvelle méthode basée sur l'utilisation d'une source d'AmBe a été développée afin d'extraire l'efficacité de chaque module de la simulation. À partir de ces résultats, il a été montré que le bruit de fond attendu est négligeable pour la recherche de WIMPs avec les données du Run308 et ne limitera pas la sensibilité future d'EDELWEISS-IIIThe aim of the EDELWEISS-III experiment is to detect the elastic scattering of WIMPs from the galactic dark matter halo on germanium bolometers. The most problematic background arises from neutrons, which can mimic a WIMP interaction in a detector. Neutrons are notably induced by high energy cosmic ray muons reaching the underground laboratory despite the 4800 m w.e. of rock overburdened. Remaining muons are tagged using an active muon-veto system of 46 plastic scintillator modules surrounding the experiment, which allows to reject most of the associated background. The goal of this thesis was to give a precise estimation of the irreducible muon-induced neutron background, needed to identify a potential WIMP signal. The expected background depends on the geometry of the experiment as well as on the used materials, both strongly modified since EDELWEISS-II. Geant4-based simulations of muons through the modified geometry were performed to derive the rate of events induced by muons in the bolometer array. This rate has been shown to be in good agreement with the measured one extracted from the Run308 data. In parallel, a lower limit on the muon-veto efficiency was derived using bolometer data only. A new method based on an AmBe source was developed to extract precisely the detection efficiency of individual modules from the simulation. From these results, it was shown that the expected background is negligible for the WIMP search analyses performed with the Run308 data and won't limit the future sensitivity of the EDELWEISS-III experiment
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Zahra, Mohamad Nabil. "Mesure de la dose physique par lms radiochromiques et simulation Monte Carlo pour l'hadronthérapie." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00520876.
Full textAbstract:
En raison des forts gradients de dose générés par les interactions des particules avec la matière, les traitements par hadronthérapie nécessitent un contrôle très précis de la dose délivrée au patient. Les codes Monte Carlo représentent des outils indispensables dans la validation des systèmes de planification de traitement utilisé en clinique. Nous nous intéressons dans cette thèse au calcul de la dose physique à l'aide des simulations Monte Carlo Geant4/Gate. Nous étudions l'ajustement de plusieurs paramètres qui peuvent influencer la précision du calcul de dose requise en clinique (2%, 2mm) pour un faisceau d'ions carbone de 300 MeV/u dans l'eau. Ces paramètres sont : le seuil de production des particules secondaires et la taille maximale d'un segment de la trace de particule. Les critères de tolérance sur la valeur et la localisation de la dose sont fixés de manière à avoir le meilleur compromis en termes de distribution spatiale et de temps de calcul. Nous proposons ici des paramètres permettant d'atteindre ces critères de précision. Dans la deuxième partie du travail, nous étudions la réponse des films radiochromiques MDv2-55 pour le contrôle qualité des faisceaux d'ions carbone et protons. Nous avons en particulier observé et étudié l'effet de saturation de ces films dosimétriques pour les irradiations à TEL élevés (≥ 20 KeV/µm) dans des milieux homogènes et hétérogènes. Cet effet est dû à la forte densité d'ionisation autour de la trace de particule. Nous avons proposé et développé un modèle appelé " RADIS RAdiochromic films Dosimetry for Ions using Simulations " qui permet de prédire la réponse de ces films avec la prise en compte de cet effet de saturation. Ce modèle est basé sur la réponse des films en photons et la saturation des films à des dépôts d'énergies linéïques élevés calculée par Monte Carlo. Plusieurs types de faisceaux ont été étudiés : ions carbone, protons et photons à différentes énergies. Ces expérimentations ont été menées au Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), au Centre de protonthérapie d'Orsay (CPO), au Centre A. Lacassagne (CAL) et au Centre Léon Bérard (CLB). A l'aide du modèle, nous pouvons ainsi reproduire la densité optique des films le long du profil de Bragg pour tous les faisceaux avec une précision meilleure que 2%.
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Zahra, Nabil. "Mesure de la dose physique par lms radiochromiques et simulation Monte Carlo pour l'hadronthérapie." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10088/document.
Full textAbstract:
En raison des forts gradients de dose générés par les interactions des particules avec la matière, les traitements par hadronthérapie nécessitent un contrôle très précis de la dose délivrée au patient. Les codes Monte Carlo représentent des outils indispensables dans la validation des systèmes de planification de traitement utilisé en clinique. Nous nous intéressons dans cette thèse au calcul de la dose physique à l'aide des simulations Monte Carlo Geant4/Gate. Nous étudions l'ajustement de plusieurs paramètres qui peuvent influencer la précision du calcul de dose requise en clinique (2%, 2mm) pour un faisceau d'ions carbone de 300 MeV/u dans l'eau. Ces paramètres sont : le seuil de production des particules secondaires et la taille maximale d'un segment de la trace de particule. Les critères de tolérance sur la valeur et la localisation de la dose sont fixés de manière à avoir le meilleur compromis en termes de distribution spatiale et de temps de calcul. Nous proposons ici des paramètres permettant d'atteindre ces critères de précision. Dans la deuxième partie du travail, nous étudions la réponse des films radiochromiques MDv2-55 pour le contrôle qualité des faisceaux d'ions carbone et protons. Nous avons en particulier observé et étudié l'effet de saturation de ces films dosimétriques pour les irradiations à TEL élevés (≥ 20 KeV/µm) dans des milieux homogènes et hétérogènes. Cet effet est dû à la forte densité d'ionisation autour de la trace de particule. Nous avons proposé et développé un modèle appelé « RADIS RAdiochromic films Dosimetry for Ions using Simulations » qui permet de prédire la réponse de ces films avec la prise en compte de cet effet de saturation. Ce modèle est basé sur la réponse des films en photons et la saturation des films à des dépôts d'énergies linéïques élevés calculée par Monte Carlo. Plusieurs types de faisceaux ont été étudiés : ions carbone, protons et photons à différentes énergies. Ces expérimentations ont été menées au Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), au Centre de protonthérapie d'Orsay (CPO), au Centre A. Lacassagne (CAL) et au Centre Léon Bérard (CLB). A l'aide du modèle, nous pouvons ainsi reproduire la densité optique des films le long du profil de Bragg pour tous les faisceaux avec une précision meilleure que 2%Because of the increase in dose at the end of the range of ions, dose delivery during patient treatment with hadrontherapy should be controlled with high precision. Monte Carlo codes are now considered mandatory for validation of clinical treatment planing and as a new tool for dosimetry of ion beams. In this work, we aimed to calculate the absorbed dose using Monte Carlo simulation Geant4/Gate. The ejffect on the dose calculation accuracy of dierent Geant4 parameters has been studied for mono-energetic carbon ion beams of 300 MeV/u in water. The parameters are : the production threshold of secandary particules and the maximum step limiter of the particle track. Tolerated criterion were choosen to meet the precision required in radiotherapy (2%, 2mm) and to obtain the best compromise on dose distribution and computational time.We propose here the values of parameters in order to satisfy the precision required. In the second part of this work, we will study the response of radiochromic lms MD-v2-55 for quality control in proton and carbon ion beams. We have particularly observed and studie the quenching effect of dosimetric lms for high LET (20 KeV/m) irradiations in homogeneous and heterogeneous medium. This eject is due to the high ionization density around the track of the particule. We have developped a method to predict the response of radiochromic lms taking into account the saturation effect. This model is called the RADIS model forRAdiochromic films. Dosimetry for Ions using Simulations". It is based on the response of lms under photon irradiations and the saturation of lms due to high linear energy deposit calculated by Monte Carlo. Four beams were used in this study and aimed to validate the model for hadrontherapy applications : carbon ions, protons and photons at different energies. Experiments were performed at Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), Proton therpay center of Orsay (CPO), A. Lacassagne proton center (CAL) and Leon Berard cancer center (CLB). The model showed very good agreement between the measured and calculated optical density with an error less than 2%
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Le, Foulher Fabrice. "Simulations Monte Carlo et mesures de l’émission de gamma prompts appliquées au contrôle en ligne en hadronthérapie." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10180/document.
Full textAbstract:
Au cours du traitement d'une tumeur avec des ions légers, la position du pic de Bragg doit être connue avec précision. Une fraction importante des ions incidents subissent des collisions nucléaires avec les noyaux cibles conduisant à l'émission de particules promptes qui peuvent être porteuses d'informations sur le parcours des ions. Ce travail, qui se concentre sur les gamma prompts, montre que le rendement en profondeur de ces émissions est fortement corrélé au parcours des ions et que les taux de comptage mesurés permettent d'envisager un système d'imagerie réaliste, fonctionnant en temps réel. Dans ce but, nous avons réalisé des expériences au GANIL et au GSI avec un détecteur collimaté placé perpendiculairement à l'axe du faisceau et la technique du temps de vol a été utilisée pour réduire le bruit de fond induit par les neutrons et les particules chargées. Des simulations Geant4 ont été réalisées pour concevoir le dispositif expérimental et interpréter les données. Un accord qualitatif entre les simulations et l'expérience est observé pour la quantité d'énergie déposée dans le détecteur et pour la forme du spectre de temps de vol. Cependant, des divergences apparaissent pour le rendement de gamma prompts et la distribution en profondeur des gamma détectés. Ces divergences sont discutées, principalement en termes de modèles de physique nucléaire qui doivent être améliorés. Après avoir sélectionné les modèles physiques offrant les simulations les plus en accord avec les mesures, des études concernant les lieux d'émissions des gamma prompts et l'influence de la diffusion dans la cible ont été réalisés afin de déterminer l'impact sur la corrélation avec le parcours des ionsDuring the treatment of a tumor with light ions, the Bragg peak location must be accurately known. A significant fraction of the incident ions undergo nuclear collisions with the target nuclei leading to the prompt emission of particles which may carry information on the ion path. This work, which focuses on prompt gamma, shows that the depth profile of these emissions is highly correlated to the ions path and the measured counting rates allow to consider a realistic imaging system, operating in real time. For that purpose, we performed experiments at GANIL and at GSI with a collimated detector placed perpendicular to the beam axis and the time of flight technique was used in order to reduce the noise induced by neutrons and charged particles. Geant4 simulations were performed for the experimental design and data interpretation. A qualitative agreement between simulations and experiment is observed for the amount of energy deposited in the detector and the shape of the time of flight spectrum. However, discrepancies appear for the prompt gamma yield and the depth distribution of gamma detected. These discrepancies are discussed, mainly in terms of nuclear physics models that must be improved. After selecting the physical models which lead to the best agreement between simulations and measurements, studies on the location of prompt gamma emission and on the influence of diffusion in the target were performed to determine the impact on the correlation with the ion path
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Eriksson, Benjamin. "Simulations of a back scatter time of flight neutron spectrometer for the purpose of concept testing at the NESSA facility." Thesis, Uppsala universitet, Tillämpad kärnfysik, 2018. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-359981.
Full textAbstract:
A back scatter time of flight neutron spectrometer consisting of two scintillation detectors is simulated in Geant4 to examine whether it is possible to perform a proof of concept test at the NESSA facility at Uppsala University. An efficiency of ε = 2.45 · 10^-6 is shown to be large enough for a neutron generator intensity of 1.9 · 10^10 neutrons per second to achieve a minimal required signal count rate of 10000 counts per hour. A corresponding full width at half maximum energy resolution of 8.3% is found. The background in one of the detectors is simulated in MCNP and found to be a factor 62 larger than the signal for a given set of pulse height thresholds in the detectors. Measures to increase the signal to background ratio are discussed and an outlook for future work concerning testing the spectrometer at NESSA is presented.
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Plaisir, Cyril. "Etudes expérimentales de l'accélération de particules avec des lasers ultra-intenses : applications à des expériences de physique nucléaire dans les plasmas lasers." Phd thesis, Bordeaux 1, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00658936.
Full textAbstract:
Les lasers de puissance permettent depuis une dizaine d'années de produire des faisceaux de particules accélérées dans lesquels quelques 1012 électrons, protons sont accélérés en quelques ps. Nous avons simulé et développé des diagnostiques, utilisant l'activation nucléaire, pour qualifier les distributions angulaire et en énergie des faisceaux de particules générés. Les techniques de caractérisation sont présentées et illustrées à l'aide des résultats obtenus dans différentes expériences réalisées auprès des lasers de puissance. Nous envisageons d'utiliser ces faisceaux pour exciter des états nucléaires dans des environnements plasma. Celui-ci peut en effet influencer des caractéristiques intrinsèques du noyau comme la durée de vie de certains états isomériques. Dans le cadre de la préparation de telles expériences, nous avons mesuré la section efficace de la réaction (g,n) permettant de produire l'état isomérique du 84Rb à 463 keV d'énergie d'excitation, à l'aide de l'accélérateur ELSA du CEA/DIF de Bruyères-le-Châtel.
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Rabhi, Nesrine. "Charged particle diagnostics for PETAL, calibration of the detectors and development of the demonstrator." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0339/document.
Full textAbstract:
Afin de protéger leurs systèmes de détection de l'impulsion électromagnétique géante générée par l'interaction du laser PETAL avec sa cible, les diagnostics de PETAL seront équipés de détecteurs passifs. Pour les ensembles SEPAGE et SESAME, une combinaison d'Imaging Plates (IP) et de couches de protection de matériaux de grand numéro atomique sera utilisée, qui permettra: 1) d'assurer que la réponse des détecteurs sera indépendante de son environnement mécanique proche dans les diagnostics et donc homogène sur toute la détection, 2) de blinder les détecteurs contre les photons de haute énergie produits dans la cible de PETAL. Dans le travail présenté ici, nous avons réalisé des expériences d'étalonnage avec les IPs auprès d'installations générant des électrons, des protons ou des ions, dans le but de couvrir le domaine en énergie cinétique de la détection des particules chargées de PETAL, de 0.1 à 200 MeV. L'introduction a pour but de décrire les méthodes et outils utilisés au cours de cette étude. Le second chapitre présente les résultats de deux expériences réalisées avec des électrons dans le domaine d'énergie cinétique [5-180] MeV. Le troisième chapitre décrit une expérience et ses résultats avec les protons entre 80 et 200 MeV étaient envoyés sur nos détecteurs. Le quatrième chapitre est consacré à une expérience utilisant des protons et des ions entre1 et 22 MeV en énergie de protons et dont l'objectif était l'étude de détecteurs et le test du démonstrateur de SEPAGE. Nous avons utilisé GEANT4 pour l'analyse de nos données et prédire la réponse de nos détecteurs dans le domaine 0.1 à 1000 MeVIn order to protect their detection against the giant electromagnetic pulse generated by the interaction of the PETAL laser with its target, PETAL diagnostics will be equipped with passive detectors. For SESAME and SEPAGE systems, a combination of imaging plate (IP) detectors with high-Z material protection layers will be used to provide additional features such as: 1) Ensuring a response of the detector to be independent of its environment and hence homogeneous over the surface of the diagnostics; 2) Shielding the detectors against high-energy photons from the PETAL target. In this work, calibration experiments of such detectors based on IPs were performed at electron and proton facilities with the goal of covering the energy range of the particle detection at PETAL from 0.1 to 200 MeV. The introduction aims at providing the reader the methods and tools used for this study. The second chapter presents the results of two experiments performed with electrons in the range from 5 to 180 MeV. The third chapter describes an experiment and its results, where protons in the energy range between 80 and 200 MeV were sent onto detectors. The fourth chapter is dedicated to an experiment with protons and ions in the energy range from 1 to 22 MeV proton energy, which aimed at studying our detector responses and testing the demonstrator of the SEPAGE diagnostic. We used the GEANT4 toolkit to analyse our data and compute the detection responses on the whole energy range from 0.1 to 1000 MeV
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Huber, Arnaud. "Recherche de la nature du neutrino avec le détecteur SuperNEMO : simulations optiques pour l'optimisation du calorimètre et performances attendues pour le 82Se." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0682/document.
Full textAbstract:
Le démonstrateur de SuperNEMO est un détecteur de nouvelle génération pour la recherche de la décroissance double bêta sans émission de neutrinos. Comme son prédécesseur NEMO3, la technique expérimentale utilisée associe un trajectographe et un calorimètre afin de pouvoir identifier les électrons des décroissances double bêta tout en permettant la différenciation des différentes composantes du bruit de fond. Le démonstrateur est en cours d’installation au Laboratoire Souterrain de Modane et commencera à prendre des données à la fin de l’année 2017 afin d’atteindre une sensibilité supérieure à 1026 ans sur la demi-vie de la décroissance ββ0ν du 82Se dans la version finale du détecteur (100 kg d’isotopes pour une exposition totale de 5 ans).Ce travail de thèse a consisté à étudier la réponse en énergie et en temps des modules optiques du calorimètre (association d'un scintillateur plastique et d'un photomultiplicateur). Une simulation optique basée sur le logiciel GEANT4 a été développée afin de reproduire l'ensemble des phénomènes optiques ayant lieu au sein du scintillateur et du photomultiplicateur : scintillation, atténuation de Birks, émission Cerenkov, propagation et collection des photons. Ces travaux ont abouti à la mise au point de termes correctifs de hautes précisions sur l’énergie afin que le Monte Carlo de SuperNEMO soit au plus proche des données. Ces corrections ont alors été appliquées dans le cas du démonstrateur afin d’étudier l'impact sur la sensibilité au processus ββ0ν du 82Se. Ces simulations optiques ont également été étendues jusqu’à la modélisation de la forme temporelle des signaux du calorimètreThe SuperNEMO demonstrator is a next generation experimental device, looking for neutrinoless double beta decay. Like its predecessor NEMO3, the experimental technique employed is based on a combination of a tracker and a calorimeter to identify the electrons from the double beta decay process while allowing the differentiation and identification of the different background components. The SuperNEMO’s demonstrator is currently being installed at the Modane Underground Laboratory and will begin to register data by the end of 2017. The aim is to reach a sensivity greater than 1026 years on the half-life of the 82Se ββ0ν process in the final version of the detector (100 kg of isotopes for a 5 years’ total exposure).This thesis contribution to the SuperNEMO, consisted in studying the energy and time response of the calorimeter optical modules (association of a plastic scintillator and a photomultiplier). To do so, an optical simulation based on the GEANT4 software was developed, which enabled to reproduce and simulate all the optical phenomena inside a scintillator and a photomultiplier: scintillation, Birks attenuation, Cerenkov emission, propagation and photon collection. The outcome and result of this thesis has been to develop high-precision corrective factors on the energy linked, so that the Monte-Carlo’s SuperNEMO is closest to the real data experimental records. These corrections were applied to the demonstrator simulation in order to study the impact on the ββ0ν sensitivity. These optical simulations have also been extended to the modeling of the temporal shape of the calorimeter signals
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Maigne, Lydia. "Dosimétrie personnalisée par simulation Monte Carlo GATE sur grille de calcul. Application à la curiethérapie oculaire." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011404.
Full textAbstract:
Bien que souvent assez consommatrice en temps de calcul, la méthode Monte Carlo est l'algorithme de calcul qui modélise au plus près la physique liée aux processus de dépôts d'énergie. L'idée est d'utiliser les calculs Monte Carlo dans le traitement quotidien du cancer par rayonnement pour rivaliser avec les systèmes de planification de traitement (TPS) existants dans le but de délivrer une dose absorbée à la tumeur pour des traitements spécifiques. Pour atteindre cet objectif, deux points ont été particulièrement étudiés au cours de cette thèse : la validation de la plate-forme de simulation GATE pour des applications en dosimétrie utilisant des électrons, une étude particulière est faite concernant les traitements de curiethérapie oculaire utilisant des applicateurs ophtalmiques de 106Ru/106Rh, et le déploiement des simulations GATE dans un environnement de grille pour réduire les temps de calcul très élevés de ces simulations.Des points kernels de dose d'électrons mono-énergétiques et poly-énergétiques ont été simulés en utilisant la plate-forme GATE et comparés à d'autres codes Monte Carlo. Trois versions des packages de librairies ont été utilisées pour les comparaisons (5.2, 6.2 et 7.0). Les résultats montrent que l'implémentation de la diffusion multiple est responsable des différences observées entre les codes. Les simulations de traitements de curiethérapie oculaire comparées avec d'autres Monte Carlo et des mesures montrent un bon accord. La transcription des unités Hounsfield, à partir des données scanner sur l'anatomie du patient, en paramètres tissulaires est l'autre étude présentée pour une utilisation prochaine de GATE sur des images voxélisées pour la dosimétrie personnalisée. Les infrastructures des projets DataGrid puis d'EGEE ont été utilisées pour déployer les simulations GATE afin de réduire leur temps de calcul dans le but de les utiliser en routine clinique.
La méthode utilisée pour paralléliser les simulations GATE est la division du générateur de nombres aléatoires (RNG) en séquences indépendantes. Des tests de temps de calcul réalisés sur des bancs tests de grille montrent qu'un gain significatif est obtenu. Les fonctionnalités pour diviser, lancer et contrôler les simulations GATE sur une infrastructure de grille ont été implémentées sur le portail web GENIUS. Un premier prototype de ce portail est accessible à partir d'un centre hospitalier pour l'utilisation de la précision des algorithmes Monte Carlo de manière transparente et sécurisée pour des traitements de cancer de l'œil.
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Companis, Iulia. "Développement d’un dispositif expérimental dédié à la mesure des sections efficaces de capture et de fission de l’233u dans le domaine des résonances résolues." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR15224/document.
Full textAbstract:
233 U est le noyau fissile produit dans le cycle du combustible 232 T h/233 U qui a été proposé comme une alternative plus sûre et plus propre du cycle 238 U/239 P u. La connaissance précise de la section efficace de capture de neutrons de cet isotope est requise avec une haute précision pour la conception et le développement de réacteurs utilisant ce cycle du combustible. Les deux seuls jeux de données expérimentales fiables pour la section efficace de capture de l’233 U montrent des écarts important allant jusqu’à 20%. Ces différences peuvent être dues à desincertitudes systématiques associées à l'efficacité du détecteur, la correction du temps mort, la soustraction du bruit de fond et le phénomène d’empilement de signaux causé par la forteactivité α de l’échantillon. Un dispositif expérimental dédié a la mesure simultanée des sections efficaces de fission et de capture des noyaux fissiles radioactifs a été conçu, assemblé et optimiséau CENBG dans le cadre de ce travail. La mesure sera effectuée à l’installation de temps de vol de neutrons Gelina de l’IRMM, où les sections efficaces neutroniques peuvent être mesurées sur une large gamme d’énergie avec une haute résolution énergétique. Le détecteur de fission se compose d’une chambre à ionisation (CI) multi-plaque de haute efficacité. Les rayons γ produits dans les réactions de capture sont détectés par un ensemble de six scintillateurs C6 D6entourant la CI. Dans ces mesures, les rayons γ de la capture radiative sont masqués parle grand nombre de rayons γ de fission, ce qui représente le problème le plus délicat. Ces γ parasites doivent être soustraits par la détection des événements de fission avec une efficacité très bien connue (méthode de VETO). Une détermination précise de cette efficacité est assezdifficile. Dans ce travail, nous avons soigneusement étudié la méthode des neutrons prompts de fission pour la mesure de l'efficacité de la CI, apportant un éclairage nouveau sur la méthode, ce qui a permi d’obtenir une excellente précision sur l'efficacité de détection des fission d’une sourcede 252 Cf. Avec cette même source, plusieurs paramètres (pression du gaz, haute tension et la distance entre les électrodes) ont été étudiés afin de déterminer le comportement de la CI et detrouver le point de fonctionnement idéal : une bonne séparation énergétique entre les particulesα et les fragments de fission (FF) et une bonne résolution temporelle. Une bonne séparationα-FF a également été obtenue avec une cible d’233 U très radioactive. De plus, l’analyse deforme de signaux entre les rayons γ et les neutrons dans les détecteurs C6 D6 a été observée àGelina dans des conditions expérimentales réalistes. Pour conclure, le dispositif expérimentalet la méthode de VETO ont été soigneusement vérifiés et validés, ouvrant la voie à la mesure future des sections efficaces de capture et fission d’233 U233U is the fissile nucleus produced in 232T h/233U fuel cycle which has been proposed as asafer and cleaner alternative to the 238U/239P u cycle. The accurate knowledge of the neutroncapture cross-section of this isotope is needed with high-precision for design and developmentof this fuel cycle. The only two reliable experimental data for the capture cross-section of233U show discrepancies up to 10%. These differences may be due to systematic uncertaintiesassociated with the detector efficiency, dead-time effects, background subtraction and signalpile-up caused by the α-activity of the sample. A special experimental set-up for simultaneousmeasurement of fission and capture cross sections of radioactive fissile nuclei was designed,assembled and optimized at CENBG in the frame of this work. The measurement will be per-formed at the Gelina neutron time-of-flight facility at IRMM, where neutron cross sectionscan be measured over a wide energy range with high energy resolution. The fission detectorconsists of a multi-plate high-efficiency ionization chamber (IC). The γ-rays produced in cap-ture reactions are detected by an array of six C6 D6 scintillators surrounding the IC. In thesemeasurements the radiative capture γ-rays are hidden in large background of fission γ-rays thatrepresents a challenging issue. The latter has then to be subtracted by detecting fission eventswith a very well known efficiency (VETO method). An accurate determination of this efficiencyis rather difficult. In this work we have thoroughly investigated the prompt-fission-neutronsmethod for the IC efficiency measurement, providing new insights on this method. Thanks tothis study the IC efficiency was determined with a very low uncertainty. Using a 252Cf source,several parameters (gas pressure, high voltage and the distance between the electrodes) havebeen studied to determine the behaviour of the IC in order to find the ideal operation point:a good energy separation between α-particles and fission fragments (FF) and a good timingresolution. A good α-FF separation has been obtained with a highly radioactive 233U target.Also, the pulse-shape discrimination between γ-rays and neutrons in the C6D6 detectors wasobserved at Gelina under realistic experimental conditions. To conclude, the experimentalset-up and the VETO method have been carefully checked and validated, opening the way tofuture measurements of the capture and fission cross sections of 233U
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Yevseyeva, Olga. "Modelagem computacional de tomografia com feixe de prótons." Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2009. http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=956.
Full textAbstract:
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroNessa tese foi feito um estudo preliminar, destinado à elaboração do programa experimental inicial para a primeira instalação da tomografia com prótons (pCT) brasileira por meio de modelagem computacional. A terapia com feixe de prótons é uma forma bastante precisa de tratamento de câncer. Atualmente, o planejamento de tratamento é baseado na tomografia computadorizada com raios X, alternativamente, a tomografia com prótons pode ser usada. Algumas questões importantes, como efeito de escala e a Curva de Calibração (fonte de dados iniciais para planejamento de terapia com prótons), foram estudados neste trabalho. A passagem de prótons com energias iniciais de 19,68MeV; 23MeV; 25MeV; 49,10MeV e 230MeV pelas camadas de materiais variados (água, alumínio, polietileno, ouro) foi simulada usando códigos Monte Carlo populares como SRIM e GEANT4. Os resultados das simulações foram comparados com a previsão teórica (baseada na solução aproximada da equação de transporte de Boltzmann) e com resultados das simulações feitas com outro popular código Monte Carlo MCNPX. Análise comparativa dos resultados das simulações com dados experimentais publicados na literatura científica para alvos grossos e na faixa de energias de prótons usada em medidas em pCT foi feita. Foi observado que apesar de que todos os códigos mostram os resultados parecidos alguns deslocamentos não sistemáticos podem ser observados. Foram feitas observações importantes sobre a precisão dos códigos e uma necessidade em medidas sistemáticas de frenagem de prótons em alvos grossos foi declarada.
In the present work a preliminary research via computer simulations was made in order to elaborate a prior program for the first experimental pCT setup in Brazil. Proton therapy is a high precise form of a cancer treatment. Treatment planning nowadays is performed basing on X ray Computer Tomography data (CT), alternatively the same procedure could be performed using proton Computer Tomography (pCT). Some important questions, as a scale effect and so called Calibration Curve (as a source of primary data for pCT treatment planning) were studied in this work. The 19.68MeV; 23MeV; 25MeV; 49.10MeV e 230MeV protons passage through varied absorbers (water, aluminum, polyethylene, gold) were simulated by such popular Monte Carlo packages as SRIM and GEANT4. The simulation results were compared with a theoretic prevision based on approximate solution of the Boltzmann transport equation and with simulation results of the other popular Monte Carlo code MCNPX. The comparative analysis of the simulations results with the experimental data published in scientific literature for thick absorbers and within the energy range used in the pCT measurements was made. It was noted in spite of the fact that all codes showed similar results some nonsystematic displacements can be observed. Some important observations about the codes precision were made and a necessity of the systematic measurements of the proton stopping power in thick absorbers was declared.
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Desbrée, Aurélie. "Nouvelle approche multimodale et quantitative pour les études in vivo chez le petit animal : couplage de la β-MicroProbe aux techniques magnétiques et développement de fantômes de rat et de souris voxelisés." Paris 7, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00115911.
Full text
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Desbrée, Aurélie. "Nouvelle approche multimodale et quantitative pour les études in vivo chez le petit animal : couplage de la $\beta$-MicroProbe aux techniques magnétiques etdéveloppement de fantômes de rat et de souris voxelisés." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00115911.
Full textAbstract:
Depuis ces 15 dernières années, les modèles animaux qui miment les pathologies humaines sont devenus incontournables pour comprendre les mécanismes biologiques et les pathologies humaines ainsi que pour évaluer de nouvelles voies thérapeutiques. La volontéd'étudier ces modèles au cours du temps a stimulé le développement d'instruments dédiés aux études in vivo chez le petit animal. Pour aller plus loin dans la compréhension des mécanismes physiopathologiques, le grand défi actuel est de pouvoir coupler simultanément
plusieurs de ces méthodes. Dans ce cadre, la combinaison des techniques magnétiques et radioactives reste un challenge des plus intéressants mais aussi des plus délicats à réaliser techniquement. C'est pourquoi nous proposons de coupler les techniques magnétiques à la sonde radiosensible b-MicroProbe développée dans le groupe IPB et qui s'est révélée être une alternative aux mesures TEP. Dans ce contexte, le travail de thèse a consisté à étudier la faisabilité de ce couplage d'un point de vue physique, par simulation et par des caractérisations expérimentales. Puis, la mise en place d'un protocole biologique a été effectuée sur la base d'études pharmacocinétiques. Les expériences menées ont montré la possibilité d'utiliser la sonde pour des mesures radioactives sous champ magnétique intense
simultanément à l'acquisition d'images anatomiques. Parallèlement, nous avons cherché à améliorer la quantification du signal radioactif grâce à l'utilisation d'un fantôme voxelisé de cerveau de rat. Enfin, l'émergence des modèles transgéniques nous a conduit à reproduire des études pharmacocinétiques chez la souris et à développer des fantômes voxelisés de souris.
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Ljungvall, Joa. "Characterisation of the Neutron Wall and of Neutron Interactions in Germanium-Detector Systems." Doctoral thesis, Uppsala University, Department of Nuclear and Particle Physics, 2005. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-5845.
Full textAbstract:
A Monte Carlo simulation of the Neutron Wall detector system has been performed using Geant4, in order to define optimum conditions for the detection and identification of multiple neutrons. Emphasis was put on studying the scattering of neutrons between different detectors, which is the main source of the apparent increase of the number of detected neutrons. The simulation has been compared with experimental data. The quality of neutron gated γ-ray spectra was improved for both two- and three-neutron evaporation channels. The influence of small amounts of γ rays mis-interpreted as neutrons was investigated. It was found that such γ rays dramatically reduce the quality of neutron gated γ-ray spectra.
The interaction properties of fast neutrons in a closed-end coaxial and a planar high-purity germanium detector (HPGe) were studied. Digitised waveforms of HPGe preamplifier signals were recorded for time-of-flight separated neutrons and γ rays, emitted by a 252Cf source. The experimental waveforms from the detectors were compared to simulated pulse shapes. In the analysis, special emphasis was given to the detection of elastically scattered neutrons, which may be an important effect to take into account in future spectrometers based on γ-ray tracking. No differences between neutron and γ-ray induced pulse shapes were found in this work.
A Monte Carlo simulation of the interactions of fast neutrons in the future 4π γ-ray spectrometer AGATA was also performed, in order to study the influence of neutrons on γ-ray tracking. It was shown that although there is a large probability of detecting neutrons in AGATA, the neutrons decrease the photo-peak efficiency of AGATA by only about 1% for each neutron emitted in coincidence with γ rays. The peak-to-background ratios in γ-ray spectra are, however, reduced to a much larger extent. The possibility of using AGATA as a neutron detector system was also investigated.
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Companis, Iulia. "Développement d'un dispositif expérimental dédié à la mesure des sections efficaces de capture et de fission de l'233u dans le domaine des résonances résolues." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00965714.
Full textAbstract:
233U is the fissile nucleus produced in 232T h/233U fuel cycle which has been proposed as asafer and cleaner alternative to the 238U/239P u cycle. The accurate knowledge of the neutroncapture cross-section of this isotope is needed with high-precision for design and developmentof this fuel cycle. The only two reliable experimental data for the capture cross-section of233U show discrepancies up to 10%. These differences may be due to systematic uncertaintiesassociated with the detector efficiency, dead-time effects, background subtraction and signalpile-up caused by the α-activity of the sample. A special experimental set-up for simultaneousmeasurement of fission and capture cross sections of radioactive fissile nuclei was designed,assembled and optimized at CENBG in the frame of this work. The measurement will be per-formed at the Gelina neutron time-of-flight facility at IRMM, where neutron cross sectionscan be measured over a wide energy range with high energy resolution. The fission detectorconsists of a multi-plate high-efficiency ionization chamber (IC). The γ-rays produced in cap-ture reactions are detected by an array of six C6 D6 scintillators surrounding the IC. In thesemeasurements the radiative capture γ-rays are hidden in large background of fission γ-rays thatrepresents a challenging issue. The latter has then to be subtracted by detecting fission eventswith a very well known efficiency (VETO method). An accurate determination of this efficiencyis rather difficult. In this work we have thoroughly investigated the prompt-fission-neutronsmethod for the IC efficiency measurement, providing new insights on this method. Thanks tothis study the IC efficiency was determined with a very low uncertainty. Using a 252Cf source,several parameters (gas pressure, high voltage and the distance between the electrodes) havebeen studied to determine the behaviour of the IC in order to find the ideal operation point:a good energy separation between α-particles and fission fragments (FF) and a good timingresolution. A good α-FF separation has been obtained with a highly radioactive 233U target.Also, the pulse-shape discrimination between γ-rays and neutrons in the C6D6 detectors wasobserved at Gelina under realistic experimental conditions. To conclude, the experimentalset-up and the VETO method have been carefully checked and validated, opening the way tofuture measurements of the capture and fission cross sections of 233U.
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Benoit, Didier. "Conception, reconstruction et évaluation d'une géométrie de collimation multi-focale en tomographie d'émission monophotonique préclinique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00949951.
Full textAbstract:
La tomographie d'émission monophotonique (TEMP) dédiée au petit animal est une technique d'imagerie nucléaire qui joue un rôle important en imagerie moléculaire. Les systèmes TEMP, à l'aide de collimateurs pinholes ou multi-pinholes, peuvent atteindre des résolutions spatiales submillimétriques et une haute sensibilité pour un petit champ de vue, ce qui est particulièrement attractif pour imager des souris. Une géométrie de collimation originale a été proposée, dans le cadre d'un projet, appelé SIGAHRS, piloté par la société Biospace. Ce collimateur présente des longueurs focales qui varient spatialement dans le plan transaxial et qui sont fixes dans le plan axial. Une haute résolution spatiale est recherchée au centre du champ de vue, avec un grand champ de vue et une haute sensibilité. Grâce aux simulations Monte Carlo, dont nous pouvons maîtriser tous les paramètres, nous avons étudié cette collimation originale que nous avons positionnée par rapport à un collimateur parallèle et un collimateur monofocal convergent. Afin de générer des données efficacement, nous avons développé un module multi-CPU/GPU qui utilise une technique de lancer de rayons dans le collimateur et qui nous a permis de gagner un facteur ~ 60 en temps de calcul, tout en conservant ~ 90 % du signal, pour l'isotope ⁹⁹^mTc (émettant à 140,5 keV), comparé à une simulation Monte Carlo classique. Cependant, cette approche néglige la pénétration septale et la diffusion dans le collimateur. Les données simulées ont ensuite été reconstruites avec l'algorithme OSEM. Nous avons développé quatre méthodes de projection (une projection simple (S-RT), une projection avec volume d'intersection (S-RT-IV), une projection avec calcul de l'angle solide (S-RT-SA) et une projection tenant compte de la profondeur d'interaction (S-RT-SA-D)). Nous avons aussi modélisé une PSF dans l'espace image, anisotrope et non-stationnaire, en nous inspirant de la littérature existante. Nous avons étudié le conditionnement de la matrice système pour chaque projecteur et collimateur, et nous avons comparé les images reconstruites pour chacun des collimateurs et pour chacun des projecteurs. Nous avons montré que le collimateur original proposé est le système le moins bien conditionné. Nous avons aussi montré que la modélisation de la PSF dans l'image ainsi que de la profondeur d'intéraction améliorent la qualité des images reconstruites ainsi que le recouvrement de contraste. Cependant, ces méthodes introduisent des artefacts de bord. Comparé aux systèmes existants, nous montrons que ce nouveau collimateur a un grand champ de vue (~ 70 mm dans le plan transaxial), avec une résolution de 1,0 mm dans le meilleur des cas, mais qu'il a une sensibilité relativement faible (1,32x10⁻² %).
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Agasthya, Greeshma Ananth. "Low-dose imaging of liver diseases through neutron stimulated emission computed tomography: Simulations in GEANT4." Diss., 2013. http://hdl.handle.net/10161/7121.
Full textAbstract:
Neutron stimulated emission computed tomography (NSECT) is a non-invasive, tomographic imaging technique with the ability to locate and quantify elemental concentration in a tissue sample. Previous studies have shown that NSECT has the ability to differentiate between benign and malignant tissue and diagnose liver iron overload while using a neutron beam tomographic acquisition protocol followed by iterative image reconstruction. These studies have shown that moderate concentrations of iron can be detected in the liver with moderate dose levels and long scan times. However, a low-dose, reduced scan time technique to differentiate various liver diseases has not been tested. As with other imaging modalities, the performance of NSECT in detecting different diseases while reducing dose and scan time will depend on the acquisition techniques and parameters that are used to scan the patients. In order to optimize a clinical liver imaging system based on NSECT, it is important to implement low-dose techniques and evaluate their feasibility, sensitivity, specificity and accuracy by analyzing the generated liver images from a patient population. This research work proposes to use Monte-Carlo simulations to optimize a clinical NSECT system for detection, localization, quantification and classification of liver diseases. This project has been divided into three parts; (a) implement two novel acquisition techniques for dose reduction, (b) modify MLEM iterative image reconstruction algorithm to incorporate the new acquisition techniques and (c) evaluate the performance of this combined technique on a simulated patient population.
The two dose-reduction, acquisition techniques that have been implemented are; (i) use of a single angle scanning, multi-detector acquisition system and (ii) the neutron-time resolved imaging (n-TRI) technique. In n-TRI, the NSECT signal has been resolved in time by a function of the speed of the incident neutron beam and this information has been used to locate the liver lesions in the tissue. These changes in the acquisition system have been incorporated and used to modify MLEM iterative image reconstruction algorithm to generate liver images. The liver images are generated from sinograms acquired by the simulated n-TRI based NSECT scanner from a simulated patient population.
The simulated patient population has patients of different sizes, with different liver diseases, multiple lesions with different sizes and locations in the liver. The NSECT images generated from this population have been used to validate the liver imaging system developed in this project. Statistical tests such as ROC and student t-tests have been used to evaluate this system. The overall improvement in dose and scan time as compared to the NSECT tomographic system have been calculated to verify the improvement in the imaging system. The patient dose was calculated by measuring the energy deposited by the neutron beam in the liver and surrounding body tissue. The scan time was calculated by measuring the time required by a neutron source to produce the neutron fluence required to generate a clinically viable NSECT image.
Simulation studies indicate that this NSECT system can detect, locate, quantify and classify liver lesions in different sized patients. The n-TRI imaging technique can detect lesions with wet iron concentration of 0.5 mg/g or higher in liver tissue in patients with 30 cm torso and can quantify lesions at 0.3 ns timing resolution with errors ≤ 17.8%. The NSECT system can localize and classify liver lesions of hemochromatosis, hepatocellular carcinoma, fatty liver tissue and cirrhotic liver tissue based on bulk and trace element concentrations. In a small patient with a torso major axis of 30 cm, the n-TRI based liver imaging technique can localize 91.67% of all lesions and classify lesions with an accuracy of 88.23%. The dose to the small patient is 0.37 mSv a reduction of 39.9% as compared to the NSECT tomographic system and scan times are comparable to that of an abdominal MRI scan. In a bigger patient with a torso major axis of 50cm, the n-TRI based technique can detect 75% of the lesions, while localizing 66.67% of the lesions, the accuracy of classification is 76.47%. The effective dose equivalent delivered to the larger patient is 1.57 mSv for a 68.8% decrease in dose as compared to a tomographic NSECT system.
The research performed for this dissertation has two important outcomes. First, it demonstrates that NSECT has the clinical potential for detection, localization and classification of liver diseases in patients. Second, it provides a validation of the simulation of a novel low-dose liver imaging technique which can be used to guide future development and experimental implementation of the technique.
Dissertation
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Wu, Chia-Ying, and 吳佳穎. "Structural change and Unit Root Tests: Simulations and Applications." Thesis, 2006. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/38241199130890147596.
Full textAbstract:
碩士中原大學
國際貿易研究所
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The traditional view holds that current shocks only have a temporary effect and that the long run movement in the series is unaltered by such shocks. Nelson and Plosser (1982) changed this view and argued, using the Dickey-Fuller unit root test, they found the most of American macroeconomic data series are stochastic trend. The dynamic characteristic about time series has being widely discussed. Because the ADF test and PP test don’t consider the impact of structural change on series, we consider the structure change as endogenous and the breakpoint is estimated not only by Zivot and Andrews (1992) but also by Hansen (2001). We investigate the accuracy of the breakpoint of those two methods and computing their empirical size and empirical power by Monte Carlo simulation and use five Taiwan macroeconomic data series to be our samples. In the Monte Carlo simulation the case of the ZA test has lager size distortions than Hansen(2001), but has a higher empirical power than Hansen(2001). As a result, the empirical size and empirical power of these two methods won’t be affected by the position of breakpoint. And the estimative breakpoints aren’t the same in two methods and except the result of money supply vary because of different models, other series didn’t against the unit-root hypothesis.
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Kapadia, Anuj. "Accuracy and Patient Dose in Neutron Stimulated Emission Computed Tomography for Diagnosis of Liver Iron Overload: Simulations in GEANT4." Diss., 2007. http://hdl.handle.net/10161/380.
Full textAbstract:
Neutron stimulated emission computed tomography (NSECT) is being proposed as an experimental technique to diagnose iron overload in patients. Proof-of-concept experiments have suggested that NSECT may have potential to make a non-invasive diagnosis of iron overload in a clinical system. The technique's sensitivity to high concentrations of iron combined with tomographic acquisition ability gives it a unique advantage over other competing modalities. While early experiments have demonstrated the efficacy of detecting samples with high concentrations of iron, a tomography application for patient diagnosis has never been tested. As with any other tomography system, the performance of NSECT will depend greatly on the acquisition parameters that are used to scan the patient. In order to determine the best acquisition geometry for a clinical system, it is important to evaluate and understand the effects of varying each individual acquisition parameter on the accuracy of the reconstructed image. This research work proposes to use Monte-Carlo simulations to optimize a clinical NSECT system for iron overload diagnosis.Simulations of two NSECT systems have been designed in GEANT4, a spectroscopy system to detect uniform concentrations of iron in the liver, and a tomography system to detect non-uniform iron overload. Each system has been used to scan simulated samples of both disease models in humans to determine the best scanning strategy for each. The optimal scanning strategy is defined as the combination of parameters that provides maximum accuracy with minimum radiation dose. Evaluation of accuracy is performed through ROC analysis of the reconstructed spectrums and images. For the spectroscopy system, the optimal acquisition geometry is defined in terms of the number of neutrons required to detect a clinically relevant concentration of iron. For the tomography system, the optimal scanning strategy is defined in terms of the number of neutrons and the number of spatial and angular translation steps used during acquisition. Patient dose for each simulated system is calculated by measuring the energy deposited by the neutron beam in the liver and surrounding body tissue. Simulation results indicate that both scanning systems can detect wet iron concentrations of 5 mg/g or higher. Spectroscopic scanning with sufficient accuracy is possible with 1 million neutrons per scan, corresponding to a patient dose of 0.02 mSv. Tomographic scanning requires 8 angles that sample the image matrix at 1 cm projection intervals with 4 million neutrons per projection, which corresponds to a total body dose of 0.56 mSv. The research performed for this dissertation has two important outcomes. First, it demonstrates that NSECT has the clinical potential for iron overload diagnosis in patients. Second, it provides a validated simulation of the NSECT system which can be used to guide future development and experimental implementation of the technique.Dissertation
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Kapadia, Anuj Jawahar. "Accuracy and Patient Dose in Neutron Stimulated Emission Computed Tomography for Diagnosis of Liver Iron Overload Simulations in GEANT4." Diss., 2007. http://hdl.handle.net/10161/380.
Full text
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Macana, Goia Jorge Andres. "Détection des événements de "Minimum Bias" et neutrons avec les détecteurs ATLAS-MPX par simulations." Thèse, 2011. http://hdl.handle.net/1866/5492.
Full textAbstract:
Un réseau de seize détecteurs ATLAS-MPX a été mis en opération dans le détecteur
ATLAS au LHC du CERN. Les détecteurs ATLAS-MPX sont sensibles au champ
mixte de radiation de photons et d’électrons dans la caverne d’ATLAS et sont recouverts
de convertisseurs de fluorure de lithium et de polyéthylène pour augmenter l’efficacité
de détection des neutrons thermiques et des neutrons rapides respectivement. Les collisions
à haute énergie sont dominées par des interactions partoniques avec petit moment
transverse pT , associés à des événements de “minimum bias”. Dans notre cas la collision
proton-proton se produit avec une énergie de 7 TeV dans le centre de masse avec
une luminosité de 10³⁴cm⁻²s⁻¹ telle que fixée dans les simulations. On utilise la simulation
des événements de "minimum bias" générés par PYTHIA en utilisant le cadre
Athena qui fait une simulation GEANT4 complète du détecteur ATLAS pour mesurer le
nombre de photons, d’électrons, des muons qui peuvent atteindre les détecteurs ATLASMPX
dont les positions de chaque détecteur sont incluses dans les algorithmes d’Athena.
Nous mesurons les flux de neutrons thermiques et rapides, générés par GCALOR, dans
les régions de fluorure de lithium et de polyéthylène respectivement. Les résultats des
événements de “minimum bias” et les flux de neutrons thermiques et rapides obtenus
des simulations sont comparés aux mesures réelles des détecteurs ATLAS-MPX.A network of sixteen ATLAS-MPX detectors has been put in operation in the ATLAS detector at CERN-LHC. ATLAS-MPX detectors are sensitive to a mixed radiation field of photons and electrons in the ATLAS cavern and are covered with lithium fluoride and polyethylene converters in order to increase the detection sensitivity of thermal neutrons and fast neutrons respectively. High energy collisions are dominated by partonic interactions with small transverse moment pT , associated with "minimum bias" events. In our case, the proton-proton collision occurs with an center-of-mass energy of 7 TeV with a fixed luminosity of 10³⁴cm⁻²s⁻¹ in the simulations. We use "minimum bias" events simulation generated by PYTHIA using the framework Athena. Athena’s framework makes a full GEANT4 simulation of the ATLAS detector. We include the positions of each detector in the Athena algorithms for measuring the number of photons, electrons and muons that can reach the detectors ATLAS-MPX. We measure the fluxes of thermal and fast neutrons generated by GCALOR in lithium fluoride and polyethylene regions respectively. The "minimum bias" events results and the flow of thermal and fast neutrons obtained by simulations are compared with real measurements of the ATLAS-MPX detectors.
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Lisa, Nyameko. "Theoretical and computational considerations of Quasi-Free (p; 2p) reactions using the distorted-wave impulse approximation and Monte Carlo simulations in Geant4." Diss., 2014. http://hdl.handle.net/10500/18610.
Full textAbstract:
Under current investigation is the re-implementation of the Distorted-Wave Impulse Approximation (DWIA),
originally formulated in FORTRAN by N.S. Chant and P.G. Roos, with the intention of developing it in a
portable Python environment. This will be complimented by developing a GEANT4 detector simulation application.
These two techniques will be used to model the (p,2p) proton knock-out reaction 40Ca(p; 2p)39K (2.52
MeV)1
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+ first excited state, at intermediate incident energies of 150 MeV. This study is a test-bed that lays the
foundation and platform from which one may develop an interactive workbench and toolkit in GEANT4 which:
(i.) accurately models an accelerator-detector experimental set-up, such as those found at iThemba Labs, and
(ii.) incorporates the DWIA formalism as a built-in physics process within the framework of GEANT4.
Furthermore the Python modules developed for the specific proton knock-out reaction studied here, can be generalized
for an arbitrary set of nuclear scattering reactions and packaged as a suite of scientific Python codes.Theoretical and Computational Nuclear Physics
M. Sc. (Theoretical and Computational Nuclear Physics)
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Lafrenière, Matthieu. "Mesures d'étalonnage aux neutrons et caractérisation par étude Monte Carlo de la réponse des détecteurs à gouttelettes surchauffées conçus pour la recherche et la détection directe du neutralino (la matière sombre) menant aux résultats finaux de l'expérience PICASSO." Thèse, 2016. http://hdl.handle.net/1866/20603.
Full text