Vývoj a validace nových funkcí pro simulační nástroj radiačních efektů G4SEE

Abstract

Single Event Efekty představují riziko pro elektronická zařízení nejen v prostředí s vysokým radiačním zatížením (jako je například vesmír nebo vysokoenergetické urychlovače), ale také v prostředí, kde je radiační úroveň nízká. Monte Carlo simulační nástroje těchto efektů jsou zásadní součástí pro jejich pochopení. Takovým nástrojem je G4SEE, Geant4-based Single Event Effects simulation toolkit, vyvíjený v CERNu pro komunitu zabývající se radiačními efekty. Tento simulační nástroj je neustále vyvíjen a validován. V této práci je nejprve uveden obecný přehled Monte Carlo simulací, Single Event Efektů a jejich simulací. Poté následuje podrobný popis simulačního nástroje G4SEE a jeho schopností. Dále jsou představeny nově implementované funkce, konkrétně skórování LET, TID a deponované energie pro jednotlivé typy interakcí. Nakonec jsou představeny validace G4SEE s neutrony a protony.

Single Event Effects pose a risk for electronic devices not only in high-level radiation environments (such as space, or high-energy accelerators) but also in low radiation environment at ground-level. The Monte Carlo simulations of such effects are a crucial part of understanding them. Such tool is G4SEE, a Geant4-based Single Event Effects simulation toolkit, developed at CERN for the radiation effects community. It is constantly being developed and validated. In this work firstly a general overview of Monte Carlo simulations, Single Event Effects and their simulations is given. This follows with detailed description of G4SEE and its capabilities. Afterwards newly implemented features, namely LET, TID and energy deposition per interaction scoring, are described. Lastly the validations of the toolkit with neutrons and protons are described.