Speaker
Ms
妮 杨
(中国科学院高能物理研究所；散裂中子源科学中心；中国科学院大学)
Description
本文利用中国散裂中子源研究团队开发的蒙特卡洛模拟系统Prompt，结合从头计算的材料物理模型，对中子在样品、样品环境及谱仪探测系统中的吸收、散射与探测过程进行了建模，并获得了可与实验原始数据直接对比的探测器响应。模拟结果可进一步用于实验原始数据的规约、分析与修正。在此基础上，本文发展了基于全物理蒙特卡洛模拟框架的实验数据修正新方法，用于处理吸收、多次散射和非弹性散射效应等主要畸变效应。该方法减少了传统的解析和半经验数据修正方法带来的系统性误差。
该全物理修正方法的底层依赖于由Prompt、NCrystal与BzScope联合构成的计算框架。Prompt作为核心输运引擎，负责处理任意几何构型下的光线追踪与蒙特卡洛粒子输运。针对次级散射、显著的非弹性及相干效应，系统集成了热中子散射物理库NCrystal以及专用的截面计算工具BzScope。前者提供了由材料原子结构决定的微观散射物理模型，后者则定征了精细的声子非弹性激发绝对截面。通过这种系统级耦合，从根本上补全了宏观输运程序在处理复杂中子与物质相互作用时的截面数据缺口。
依托Prompt输运模拟系统，本文对轻水和重水全散射实验进行了模拟重建。在统一的数据规约方法下，模拟结果与实验结果表现出良好的一致性，表明了全物理蒙特卡罗模拟框架可用于发展无经验参数的数据修正方法。本文利用重水全散射实验数据对新修正方法进行了验证。修正后的全散射结果与文献参考结果基本一致，证明了该方法能够有效修正多次散射效应和非弹性散射效应。未来，该框架还可助力生成具有物理约束的高质量训练数据，为发展面向谱仪优化和实验数据快速修正的机器学习方法提供基础。
