Desarrollo de una herramienta de simulación para el estudio de estructuras geológicas mediante muografía

La muografía es una técnica de imagen no invasiva que utiliza muones, partículas derivadas de la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera terrestre. Estas partículas poseen propiedades similares a los electrones, pero con una masa 200 veces superior. La muografía ha encontrado diversas apl...

Full description

Autores:
Jaimes Teherán, Jorge Alfredo
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/15412
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15412
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Palabra clave:
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Bautista Rozo, Lola Xiomara
Núñez de Villavicencio Martínez, Luis Alberto
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González Gómez, Andrés Leonardo
description La muografía es una técnica de imagen no invasiva que utiliza muones, partículas derivadas de la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera terrestre. Estas partículas poseen propiedades similares a los electrones, pero con una masa 200 veces superior. La muografía ha encontrado diversas aplicaciones en campos como la geología, la ingeniería civil, la detección de residuos nucleares, entre otros. Las simulaciones desempeñan un papel crucial en el estudio muográfico de diversas estructuras geológicas, ya que evitan gastos innecesarios al transportar equipos sin un análisis preliminar. Sin embargo, en la actualidad, llevar a cabo simulaciones de muografía puede ser una tarea compleja. No existe un software que cubra todo el proceso de simulación de principio a fin. Los marcos de simulación existentes requieren el uso de diferentes softwares, con distintos lenguajes de programación e instalaciones complicadas, lo que dificulta la labor del investigador. Además, estos marcos de simulación a menudo conllevan una complejidad computacional considerable. En este contexto, proponemos MUYSC, un marco de simulación integral desarrollado en Python. Este framework de código abierto minimiza la complejidad computacional, permitiendo crear un muograma de cualquier estructura geológica en el mundo en cuestión de minutos. MUYSC proporciona al investigador información crucial, como el flujo integrado de muones, la opacidad del material, la densidad y simulaciones de los parámetros del telescopio. Por tanto, MUYSC es una herramienta poderosa y accesible para la comunidad científica, facilitando la realización de investigaciones muográficas a un ritmo más rápido y con un costo significativamente menor.
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La muografía ha encontrado diversas aplicaciones en campos como la geología, la ingeniería civil, la detección de residuos nucleares, entre otros. Las simulaciones desempeñan un papel crucial en el estudio muográfico de diversas estructuras geológicas, ya que evitan gastos innecesarios al transportar equipos sin un análisis preliminar. Sin embargo, en la actualidad, llevar a cabo simulaciones de muografía puede ser una tarea compleja. No existe un software que cubra todo el proceso de simulación de principio a fin. Los marcos de simulación existentes requieren el uso de diferentes softwares, con distintos lenguajes de programación e instalaciones complicadas, lo que dificulta la labor del investigador. Además, estos marcos de simulación a menudo conllevan una complejidad computacional considerable. En este contexto, proponemos MUYSC, un marco de simulación integral desarrollado en Python. Este framework de código abierto minimiza la complejidad computacional, permitiendo crear un muograma de cualquier estructura geológica en el mundo en cuestión de minutos. MUYSC proporciona al investigador información crucial, como el flujo integrado de muones, la opacidad del material, la densidad y simulaciones de los parámetros del telescopio. Por tanto, MUYSC es una herramienta poderosa y accesible para la comunidad científica, facilitando la realización de investigaciones muográficas a un ritmo más rápido y con un costo significativamente menor.PregradoIngeniero de SistemasMuonography is a non-invasive imaging technique that uses muons, particles derived from the interaction of cosmic rays with the earth's atmosphere. These particles possess properties similar to electrons, but with a mass 200 times higher. Muonography has found diverse applications in fields such as geology, civil engineering, nuclear waste detection, among others. Simulations play a crucial role in the muographic study of various geological structures, as they avoid unnecessary expenses when transporting equipment without a preliminary analysis. However, at present, carrying out muography simulations can be a complex task. There is no software that covers the entire simulation process from start to finish. Existing simulation frameworks require the use of different software, with different programming languages and complicated installations, which makes the researcher's work difficult. Moreover, these simulation frameworks often involve considerable computational complexity. In this context, we propose MUYSC, a comprehensive simulation framework developed in Python. This open source framework minimizes computational complexity, allowing to create a muogram of any geological structure in the world in a matter of minutes. MUYSC provides the researcher with crucial information such as integrated muon flux, material opacity, density and telescope parameter simulations. Thus, MUYSC is a powerful and accessible tool for the scientific community, facilitating the conduct of muon research at a faster pace and at a significantly lower cost.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicomecánicasIngeniería de SistemasEscuela de Ingeniería de Sistemas e InformáticaDesarrollo de una herramienta de simulación para el estudio de estructuras geológicas mediante muografíaDevelopmentofasimulationtoolforthestudyofgeologicalstructuresbymeans ofmuographyTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fORIGINALDocumento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf6544698https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/6e3fd711-913f-404d-ade7-e584c55152c9/download224af613618bc930fb3e1ad268dfb5abMD51Carta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf180439https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/3a34b4b0-ea2e-4828-8314-85a6c50cb3a2/download7043d8285e78108b09a82d405ae408c9MD52Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf553886https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/08569e63-90a0-4472-a2a1-05e20b4bcfe2/download0054ed221b46aea512223aa356b37664MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/d9c5d5ea-552a-46e1-8518-218455216e90/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD5420.500.14071/15412oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/154122023-11-16 10:56:31.918http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessopen.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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