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高能质子在硅材料中输运的蒙特卡罗模拟

本文用蒙特卡罗方法对高能质子(最高能量在500MeV以上)在硅材料中的输运过程进行了模拟,作了用核内级联模型计算质子核反应的尝试,计算了质子对硅材料的辐射效应及其对硅器件的单粒子效应。高能质子与硅材料的相互作用近似为核散射、电子阻止和核反应三个相互独立的过程。核散射采用经典两体碰撞近似,并用“梦幻”公式求解散射角;电子阻止在高能时采用Bethe-Bloch公式,低能时采用Lindhard-Scharff公式,中能时采用Biersack的插值公式;核反应过程采用核内级联模型。计算中对核散射产生的次级粒子及核反应剩余核都进行了跟踪。本文提出了一种用计算重离子单粒子翻转截面的WEIBULL函数,不必改变参数,估算质子引发的硅器件单粒子翻转截面的简便方法。并基于高能质子的核内级联模型,采用蒙特卡罗方法,计算了一些器件的单粒子翻转截面。经比较和分析发现,用核内级联模型模拟质子的核反应,在入射质子的能量很高(>50MeV)时与文献和实验结果  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

《自然杂志》2003年05期
自然杂志

基于蒙特卡罗方法的蛋白质折叠计算

一、引言 蛋白质是生命科学的重要研究对象,蛋白质折益结构的形状在很大程度上决定了其可能具有的生物功能.1%1年,A浦nsen等在实验的基础上提出某些蛋白质在体外的一定条件下解聚失活后可以自动折叠而恢复其原有高级结构与活性的著名论断〔’〕,这也就意味着蛋白质的氨基酸序列及环境决定其三维构象,这就是进行蛋白质结构预测的理论基础. 截止至2003年1月底,Swiss prot公布的已知氨基酸序列的蛋白质分子大约为12万个,但是已知空间结构的蛋白质还不到2万个,结构和序列的比例大约是1比6.根据前面所说蛋白质的一级结构决定其三维空间结构这一理论,显然蛋白质分子三维结构测定的速度仍远远落后于其氨基酸序列测定的速度.所以根据蛋白质的氨基酸序列预测其相应的空间结构就成为生物信息学研究中一个最重要的、迄今仍未解决的问题. 在实验方法上,X射线晶体学和多维核磁共振方法是目前比较有效的蛋白质结构测定方法.但是随着已知结构的蛋白质数量和已知序列的蛋白...  (本文共5页) 阅读全文>>

《数学的实践与认识》1994年02期
数学的实践与认识

蒙特卡罗方法与问题的维数

1.骏特卡罗方法的误裳用o表示待计算的某一问题的未知量.蒙特卡罗方法计算囚的一般步骤是“-‘’(1)确定随机变量(X;,…,X力及其响应函数刚X;,…,X*,使得刚厂:,·关于(X;,…,X,)的数学期望正好等于卧囚一刮@(X;,…,。川X;,…,X,).(2)对于x一(X;,…,X,)进行随机抽样,产生简单子样兄,…,*。(3)用囚(厂;),…,回(X*的算术平均作为回的近似估计:X,)(l)(2)——!*——?、N’—一?一!︽、一︾由于吼具有算术平均的形式;8(XJ,…,e(X。)满足同分布相互独立的条件;用。表示6*)的均方差/机变量柏(吼一。v。的数学期望为零,方差为l,因此,根据Undeberg-Lery定理N,对于任意的k0,有/VN_\I厂丑/’1\limgrl’=-A。·6k)-;=1exnl-ildt,(3)all-rs\o-‘’一//HJI-\2/其中W*)表示事件*发生的概率.用l一。表示置信率;1。由下...  (本文共6页) 阅读全文>>

《计算物理》1992年S1期
计算物理

两种量子蒙特卡罗方法

蒙特卡罗方法在量子力学中的应用,发展了一些不同的模拟或计算万抚。平关仕间早,厂期、您,二,、方法的基础上,一对具体例子进行了计算,并对结果进行了对比,最后对两种方法的框架、含义、效率、精...  (本文共1页) 阅读全文>>

《计算机与应用化学》1987年01期
计算机与应用化学

蒙特卡罗方法及其在化学中的应用

一、什么是蒙特卡罗方法? “蒙特卡罗”本是欧洲小国摩纳哥的首都,俗称赌城,蒙特卡罗法又称统计试验法或者随机抽样技巧,因利用“随机数”(randomn脚ber)对“模型系统”(model叮“tem)进行模拟以产生数值形成的概率分布而得名。作为一种独立的方法,本世纪四十年代巾期才开始发展。当时,一方面为了适应原子能事业的发展,另一方面由于计算机的发明提供了条件汇’、’、“I。它与一般计算方法的丰赓区别在于它能比较简单地解决冶者难于解决的多维或因素复杂的问题。通常用蒙特卡罗方法解决的典型数学问题有多重积分计算,线性代数方程组和线性积分方程求解,齐次线性积分方程本征值计算,微分方程边值问题等等。用蒙特卡罗方法解决的化学l’q题例如:谁态化学中的平衡性质,量子化学计算,化学反应,表面化学性质,聚合物统计学计算,熔析过程,扩散过程,晶体生长,物性模型的模拟和检验,实验教据的误差分析和统计检攀等等。 蒙特卡罗法要利用统计学中的许多方法,但它不...  (本文共6页) 阅读全文>>

《高等学校计算数学学报》1988年02期
高等学校计算数学学报

简单域正贡献蒙特卡罗方法

一、引宫考虑不依赖时间的粒子输运问题。不妨一般性,还限定问题是与能量无关的。乡=(,,g),其中,和g分别表示粒子的位置和运动方向单位矢量。用S(P)表示粒源;价(P)表示位子通量;D(P)表示探测器对拉子通量的响应函数。目的是要计算如积分效应:,二J,(。刀(”dP·-》一知.洲卜二二知‘知舀扣 用习s(g,,91,)表示散射微分截面,习,(犷)T(rl,r分布,亦即 舀知!g,)表示粒子自由-卜~卜IT(芬一了,价卜一p{一l:’一”:,‘芬+‘节,,dl}“(..卜r-六r.!r一r,!~口,、一卫百一. 卜一:,1“其中习,(:)表示总截面;占(·)丧示占一画数,则有同等式(l)相类似的结果如下〔’,·介·‘,,S‘,,d,,其中万+(P)满足如下方程: :·(,)二1:序异}万)二5(奋子,芬,x·(,,,d,,+{T‘异}价”(:,,俞d争· 进一步假设粒子源和探测器不相重叠.用F.表示与参数a有关的屏曲面。屏曲的定...  (本文共9页) 阅读全文>>