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Simulationsprogramm für Neutronenstreuung an gepulsten und kontinuierlichen Quellen

Willkommen auf der Homepage des Simulationsprogramms 'VITESS' (Virtual Instrumentation Tool for the European Spallation Source). VITESS ist ein Programm für Simulationen von Neutronenstreuinstrumenten und -experimenten an gepulsten und kontinuierlichen Quellen. Mit VITESS ist es möglich, eine große Bandbreite an Instrumenten an allen wichtigen gegenwärtigen und zukünftigen Neutronenquellen zu simulieren, unter anderem an der sich aktuell in der Bauphase befindlichen Europäischen Spallationsquelle (ESS). Die graphische Benutzeroberfläche von VITESS erlaubt einen einfachen Einstieg in das Programm und hilft Ihnen bei der Erstellung Ihres für die Simulation bestimmten Instruments. VITESS läuft derzeit unter allen gängigen Betriebssystemen (Windows, Linux und Apple Macintosh). Wählen Sie einfach rechts die passende Download-Datei und installieren Sie VITESS auf Ihrem Rechner. Die installierte Version enthält Beispielinstrumente, um die Hauptfunktionen des Programms zu demonstrieren. Diese Instrumente können ebenfalls als Vorlage für das Zusammenstellen Ihres eigenen Instruments genutzt werden. Sollten Sie Fragen zu dem Programm haben, egal ob technischer oder physikalischer Art, oder wollen Sie uns einfach Ihr Feedback geben, bitte schreiben Sie uns, dem VITESS-Entwicklungsteam, an die Adresse vitess@helmholtz-berlin.de, und wir werden versuchen, Ihnen schnell weiter zu helfen. Besuchen Sie auch unseren Facebook-Auftritt, so verpassen Sie keine wichtigen Neuigkeiten oder neue Software-Versionen.

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Anwendungen von VITESS

 

Letzte Versionen

Die aktuelle VITESS-Version ist 3.3. Sie enthält verschiedene kleine Verbesserungen und Neuerungen gegenüber der vorigen Version. Laden Sie sich am besten die neue Version gleich runter und probieren Sie sie aus. Die vorigen Versionen waren:

Vitess 3.0  Einführung von Instrument- und Trajektorien-Visualisierung.

Vitess 3.1  Einführung eines Framework für numerische Optimierung und Unterstützung der Aufteilung der Rechenlast auf verschiedene Knoten eines Linux-Servers.

Vitess 3.2 Upgrade des Monochromator-Moduls und erweiterte Funktionalität der Module für Detektor und Pulver-/Einkristall-Probe.

Bitte werfen Sie auch einen Blick in die Versionshistorie und in die HTML-Hilfe. Über Rückmeldungen würden wir uns freuen.

 

Das Konzept

Ein Neutronenstreuinstrument besteht in VITESS aus mehreren Modulen. Diese stellen einzelne Komponenten des Instruments, wie Neutronenleiter oder Detektoren, dar, oder werden für Funktionen wie Transformation des Koordinatensystems zwischen einzelnen Modulen („frame“), oder für Visualisierung und Auswertung von simulierten Daten benötigt („monitors“). Alle Module können auf der GUI ausgewählt und in das zu simulierende Instrument eingefügt werden. Diese Module arbeiten während einer Simulation simultan in einer Pipe-Struktur:

  • Jedes Modul verarbeitet die ankommenden Neutronendaten und schickt sie dann weiter an das nachfolgende Modul.

  • Das erste Modul muss entweder das Quellen-Modul sein, welches Neutronen liefert, oder aber es muss eine Datei mit Neutronentrajektorien einlesen, die üblicherweise in einer früheren Simulation des vorhergehenden Teils des Instruments, welches dann das Quellen-Modul enthält, erzeugt wurde.

  • Das letzte Modul kann so eingestellt werden, dass es eine Datei mit Neutronenereignissen erzeugt. Dies ist dann sinnvoll, wenn die Neutronen für eine weitere Simulation gespeichert werden sollen, etwa für weitere Untersuchungen der Eigenschaften der Neutronenereignisse oder wenn es einen nachfolgenden Teil des Instruments gibt.

 

 

GUI

Ansicht der VITESS GUI zusammen mit zwei in der Simulation erzeugten Diagrammen.

Visualisierung

Visualisierung des ODIN Instruments am IFE Institut in Oslo, Norwegen. (X3D-Datei)


Entwickler-Team

Wir laden jeden Nutzer herzlich ein, zum VITESS Programmpaket beizutragen und unser Entwicklungsteam zu unterstützen. Wenn Sie vorhaben, ein eigenes Modul zu entwickeln oder eins bereits geschrieben haben, dann treten Sie mit uns in Kontakt und schicken Sie uns Ihre Vorschläge und Ideen: vitess@helmholtz-berlin.de . Fertigen, gut kommentierten und sorgfältig getesteten Code werden wir dann in einer nachfolgenden Programmversion berücksichtigen. Wir bitten alle freiwilligen Entwickler lediglich darum, dass sie sich zumindest für eine gewisse Zeit für ihr Modul verantwortlich fühlen und auch einen Hilfetext für das Modul erstellen, nur so können wir für die Qualität und Verlässlichkeit der offiziellen Software-Versionen garantieren.

  • Ständiges Entwickler-Team: Michael Fromme, Klaus Lieutenant
  • Freiwillige Mitarbeiter: Sergei Manoshin, Andreas Houben, Mirko Boin, Phil Bentley
  • Frühere Entwickler: Geza Zsigmond, Dietmar Wechsler, Friedrich Streffer, Dickon Champion, Daniil Nekrassov, Carolin Zendler

Für Support und Fragen jeglicher Art kontaktieren Sie bitte unser Team: vitess@helmholtz-berlin.de

VITESS wurde zum Teil vom SCANS Netzwerk (FP5) und durch das NMI3-MCNSI Netzwerk (FP6) als Teil der „Research Infrastructures Activities of the Research and Technology Development“ Programms der Europäischen Kommision unterstützt. Derzeit wird die Weiterentwicklung innerhalb des deutschen Beitrags (WP K7) zur ESS unterstützt.

Literatur

Das VITESS Programmpaket is in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben:

[1] D. Wechsler, G. Zsigmond, F. Streffer, F. Mezei, VITESS: Virtual instrumentation tool for pulsed and continuous sources, Neutron News 11/4 (2000) 25-28.

[2] G. Zsigmond, K. Lieutenant, F. Mezei, Monte Carlo simulations of neutron scattering instruments by VITESS - Virtual Instrumentation Tool for ESS, Neutron News 13/4 (2002) 11-14.

[3] G. Zsigmond, K. Lieutenant, S. Manoshin, H. N. Bordallo, J. D. M. Champion, J. Peters, J.M. Carpenter, F. Mezei, A survey of simulations of complex neutronic systems by VITESS, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res A 529 (2004) 218-222.

[4] K. Lieutenant, G. Zsigmond, S. Manoshin, M. Fromme, H. N. Bordallo, J. D. M. Champion, J. Peters, F. Mezei, Neutron instrument simulation and optimization using the software package VITESS, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 5536, ed. M. Sanchez del Rio (2004) 134 - 145.

[5] C. Zendler, K. Lieutenant, D. Nekrassov, M. Fromme, Vitess 3 – Virtual Instrumentation Tool for the European Spallation, J. Phys. Conf. Ser. 528 (2014) 012036.



Außerdem gibt es eine große Zahl von Publikationen, die aufgrund von VITESS-Simulationen geschrieben worden sind. Eine Liste davon erhält man am besten mit Google Scholar.