SRIM模拟计算

发表于 2024-12-17 20:46:08

求助大佬，最近在做质子辐照模拟要用到SRIM软件，很多文献提到可以根据SRIM计算结果得到电离能损失IEL和非电离能损失NIEL，请问是如何计算的，十分感谢！

发表于 2024-12-17 20:46:09

利用 SRIM 输出的能量损失率数据
获取能量损失率曲线：运行 SRIM 软件，在 “Stopping/Range Tables” 中选择质子作为入射粒子，输入目标材料的相关信息，点击 “Save Input & Run SRIM” 按钮进行计算。计算完成后，在 “SRIM Output” 窗口中可得到质子在该材料中的能量损失率随穿透深度的变化曲线，此曲线包含了电离能损失和非电离能损失的综合信息。
分离电离能损失和非电离能损失：在 SRIM 输出结果中，虽然没有直接给出 IEL 和 NIEL 的单独数据，但可以根据能量损失的机制将总能量损失率进行分解。一般来说，总能量损失率可以近似看作电离能损失率与非电离能损失率之和，即。对于质子辐照，通常可以根据经验公式或理论模型来估算电离能损失率和非电离能损失率在总能量损失率中所占的比例，进而分离出 IEL 和 NIEL。
结合其他理论模型或公式
Bragg 曲线与 Bethe 公式：对于电离能损失，可以使用 Bethe 公式来描述质子在介质中的电离能量损失过程。通过将 SRIM 得到的能量损失率曲线与 Bethe 公式相结合，调整公式中的参数，使其与计算结果相匹配，从而得到更准确的电离能损失计算结果。同时，根据 Bragg 曲线的特点，即电离能损失在质子射程的初始阶段占主导地位，可以在曲线的前段主要考虑电离能损失的贡献，通过积分等方法计算出电离能损失随深度的变化。
Lindhard 理论：对于非电离能损失，特别是在涉及到原子位移等过程时，可以采用 Lindhard 理论来进行计算。Lindhard 理论描述了入射粒子与靶原子之间的弹性碰撞过程以及由此产生的原子位移和能量转移。结合 SRIM 输出的质子与靶原子相互作用的信息，如碰撞次数、能量转移等，利用 Lindhard 理论公式计算非电离能损失。

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