Seminar chuyên đề: “Một số ứng dụng của các phần mềm GEANT4 và mã nguồn mở OPENFOAM cho nghiên cứu mô phỏng các bài toán vật lý”

161

Ngày 06/6/2019, Trung tâm Hạt nhân Tp. Hồ Chí Minh đã tổ chức Seminar về hai chuyên đề “Một số ứng dụng của phần mềm GEANT4” và “Phần mềm mã nguồn mở tự do OpenFOAM – Phát triển mô phỏng các bài toán vật lý” do Nguyễn Trung Hiếu và Trương Hoàng Tuấn, các cán bộ nghiên cứu trẻ của Phòng Vật lý và Phân tích hạt nhân, Trung tâm Hạt nhân Tp. Hồ Chí Minh trình bày.

 

Một số ứng dụng của phần mềm GEANT4

 

Người trình bày đã giới thiệu sơ lược những đặc điểm nổi bật của chương trình mô phỏng GEANT4, nêu bật những ưu điểm và nhược điểm của phần mềm trong việc mô phỏng các quá trình tương tác vật lý của các hạt cơ bản với vật chất. Đồng thời, người trình bày cũng điểm qua các thành phần chính của chương trình GEANT4, các bước để xây dựng và chạy chương trình.

 

Một số kết quả sử dụng GEANT4 để mô phỏng việc đo thời gian sống của positron trong nghiên cứu cấu trúc vật liệu, trích xuất các thông tin như phổ phân bố năng lượng của positron sau khi phát ra từ nguồn, độ sâu thâm nhập trung bình của positron và thời gian sống của positron trong mẫu nghiên cứu, đã được trình bày.

 

Bên cạnh đó, người trình bày cũng đã giới thiệu khả năng ứng dụng của GEANT4 trong y học hạt nhân, đặc biệt trong việc xây dựng mô hình mô phỏng các máy PET (Positron Emission Tomography – Chụp cắt lớp bằng đồng vị phát Positron) và thiết bị SPECT (Single Photon Emission Computerized Tomography – Chụp cắt lớp bằng bức xạ đơn photon). Ngoài ra, ứng dụng của GEANT4 trong tương tác với các tế bào sống cũng như trong nghiên cứu các thiết bị bảo hộ cho các nhà du hành vũ trụ cũng được giới thiệu.

 

Phần mềm mã nguồn mở và tự do OpenFOAM

 

Người trình bày đã giới thiệu thông tin toàn cảnh về việc phân loại các giấy phép mã nguồn mở và tự do hiện hành đối các sản phẩm phần mềm mở trên thị trường. Những ưu và nhược điểm của từng loại sản phẩm trong việc sử dụng, vận hành, thay đổi và phân phối các phần mềm được tích hợp với giấy phép chủ quyền tương ứng. Trong bối cảnh phát triển phần mềm hỗ trợ nghiên cứu, đặc biệt là ứng dụng trong công nghệ mô phỏng cho các bài toán vật lý hạt nhân và lò phản ứng, công nghệ mô phỏng mã nguồn mở và tự do trên thị trường không bị tác động đáng kể do việc ngăn chặn thương mại hóa trong cộng đồng sử dụng phần mềm.

 

Nguyễn Trung Hiếu trình bày về phần mềm GEANT4 (hình trái) và Trương Hoàng Tuấn trình bày về phần mềm mã nguồn mở OpenFOAM (hình phải)

 

Phần mềm mã nguồn mở và tự do OpenFOAM đã được lấy làm ví dụ minh họa cho việc phát triển công nghệ mô phỏng trong nghiên cứu. Lịch sử của OpenFOAM xuất phát từ một luận án tiến sĩ tại trường Imperial College London và phát triển thành một phần mềm mô phỏng có thể cạnh tranh với các sản phẩm thương mại ANSYS Fluent đã được trình bày. Sự lựa chọn công cụ OpenFOAM để phát triển công nghệ mô phỏng các bài toán vật lý hạt nhân và lò phản ứng đã được khẳng định. Thống kê sơ bộ (đến cuối năm 2018) cho thấy có khoảng 65 bài báo nghiên cứu khoa học sử dụng OpenFOAM cho mô phỏng nghiên cứu công nghệ hạt nhân, vật lý hạt nhân (neutronics) dựa trên các thuật toán của OpenFOAM có tên là GEN-Foam.

 

Trong buổi Seminar, nhiều ý kiến trao đổi, thảo luận sôi nổi để làm rõ thêm khả năng ứng dụng của các phần mềm GEANT4 và OpenFOAM. Đại diện Lãnh đạo Trung tâm Hạt nhân Tp. Hồ Chí Minh, TS. Hồ Mạnh Dũng đã đưa ra quan điểm cho rằng những công cụ phần mềm này cần được các cán bộ nghiên cứu trẻ nghiên cứu, khai thác áp dụng tại Trung tâm, ngoài các hướng nghiên cứu truyền thống về vật lý hạt nhân, theo các hướng nghiên cứu vật lý-y học, đặc biệt là y học hạt nhân trong thời gian sắp tới.

                                           

 Trung tâm Hạt nhân Tp. Hồ Chí Minh