محاسبه ترابرد الکترون/فوتون توسط کتابخانه epdl97 و الگوریتم smart برای پردازشگرهای موازی

smartepants کد محاسباتی هسته ای است که از روش sn برای حل معادله ترابرد ذرات استفاده می نماید. خروجی کد شامل شار ذرات، جریان نشتی و تخلیه بار-انرژی است که در مختصات سه بعدی x-y-z برای جفت الکترون-فوتون بدست می آید. از کد cepxs برای تولید سطح مقطع های مورد نیاز smartepants استفاده می شود. کارایی کد smartepants در محاسبات مربوط به حفاظ گذاری ماهواره ها به اثبات رسیده است. با این وجود اشکال عمده این کد استفاده از کتابخانه های قدیمی می باشد. در این پروژه با استفاده از کتابخانه جدید و به روز epdl97(lawrence livermore laboratory) و نیز با بهینه سازی ساختار کد، زمان اجرا و دقت محاسبات را در مسائل مربوط به دزیمتری افزایش دادیم. بدین منظور ابتدا با استفاده از نرم افزار matlab، برنامه ای نوشته شد تا سطح مقطع های مورد نیاز smartepants را از epdl97 استخراج نماید. در ادامه جهت بررسی صحت و دقت smartepants و سطح مقطع های تولید شده، پنج مسئله را مورد ارزیابی قرار دادیم. ابتدا پارامترهای دزیمتری مربوط به چهار چشمه براکی تراپی (ir-192 best® model 2301 i-125, intersource i-125, ipl cs-137,) برای مقادیر مختلف گروه های انرژی (g)، ممان های لژاندر (l) و مرتبه های s محاسبه گردید. با مقایسه نتایج حاصله با مقادیر مرجع، از جمله tg-43، درستی و دقت محاسبات به اثبات رسید. همچنین با محاسبه تخلیه انرژی در یک نیمه هادی از جنس سیلیکون برای g، l و s های مختلف، حفاظ لازم جهت استفاده در سیستم های الکترونیکی ماهواره ها مورد بررسی قرار گرفت. با مقایسه نتایج حاصله با محاسبات مرجع انجام شده توسط کد its، صحت و دقت نتایج اثبات گردید. در نهایت با استفاده از دستورات openmp (که به منظور موازی سازی پردازشگر ها استفاده می گردد) و اعمال آن به کد smartepants، بر روی یک سیستم intel core i5 2.8 ghz ، زمان اجرای برنامه کاهش یافت. در این حالت مقدار افزایش سرعت و بازده محاسبات به ترتیب 86/1 و 7/46% بدست آمد. بهینه سازی های انجام شده بیانگر کاهش زمان اجرای برنامه به میزان قابل توجهی در مقایسه با کدهای مونت کارلو بود.