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MCNP4c3 说明. 堆工所21室 何涛 (翻译自 UW-Madison 教程). MCNP 摘要. 简介 输入文件基础 几何描述 源的描述 计数描述 材料,物理成分和数据 高级计数描述 高级几何描述 各种简化 临界问题. MCNP 简介. 对 Unix 的熟悉 运行 MCNP 绘制 MCNP 几何图象 MCNP 输入文件结构. 学习目的—— MCNP 简介. 懂得怎样用 Unix 命令行运行 MCNP 懂得 MNCP 文件名的惯例 能够使用绘图工具描述几何形状. 运行 MCNP.

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Presentation Transcript
mcnp4c3

MCNP4c3说明

堆工所21室 何涛

(翻译自UW-Madison教程)

slide2
MCNP摘要
  • 简介
  • 输入文件基础
  • 几何描述
  • 源的描述
  • 计数描述
  • 材料,物理成分和数据
  • 高级计数描述
  • 高级几何描述
  • 各种简化
  • 临界问题
slide3
MCNP简介
  • 对Unix的熟悉
  • 运行MCNP
  • 绘制MCNP几何图象
  • MCNP输入文件结构
slide4
学习目的——MCNP简介
  • 懂得怎样用Unix命令行运行MCNP
  • 懂得MNCP文件名的惯例
  • 能够使用绘图工具描述几何形状
slide5
运行MCNP
  • %> mcnp i=<filename> o=<filename> [options]
  • Options(选项)

i 处理输入文件 默认值

p 绘图

x 处理截面 默认值

r 粒子传输 默认值

z 标绘计数结果

标绘截面

slide6
运行MCNP
  • %> mcnp i=<文件名> o=<文件名> [选项]
  • 默认文件名

inp 输入文件

outp ASCII输出文件

runtpe 二进制重启文件

  • 通过命令行改变默认值

%> mcnp inp=exl oupt= exlo run=exlr

%> mcnp name=exl

slide7
练习1a
  • 运行一次

%> mcnp i=demo1

-什么文件被创建?

  • 再运行一次

%> mcnp i=demo1

-这时候什么文件被创建?

slide8
不要使用默认文件名
  • 始终清楚地定义文件名

-或者

i=inName o=outName r=runName

n=baseName

i=inname n=baseOutName

  • 这将会防止你覆盖先前地计算结果
  • 这将会帮助你知道哪一个结果是正确的
slide9
练习1b
  • 运行一次

%> mcnp n=demo1

-什么文件被创建?

  • 再运行一次

%> mcnp i=demo1 n=demo1_

-这时候什么文件被创建?

slide10
绘制几何图象
  • 计算机上的二维几何图象显示
  • 能够用来检查几何问题的很多方面:

栅元和表面序号

材料密度

材料位置

  • 几何错误用红色虚线显示
  • 经常绘图检查几何结构
slide11
练习2a
  • 绘制图象

%> mcnp i=demo1 n= demo1_ ip

—概念

图象放大

全景显示

改变方向

验证材料,栅元,表面,密度等

slide12
学习目标:输入文件基础
  • 了解MCNP中的物理单位
  • 了解MCNP输入文件三个主要部分
  • 了解MCNP输入文件的格式规定
  • 了解MCNP输入文件的简写特点
slide13
MCNP中的物理单位
  • 长度:cm
  • 能量:MeV
  • 时间:刹(10-8s)
  • 温度:MeV(KT)
  • 原子密度:1024原子/cm3
  • 质量密度:g/cm3
  • 截面:靶(10-24cm2)
slide14
MCNP输入文件
  • 标题卡
  • 栅元卡

要求空行分隔

  • 曲面卡

要求空行分隔

  • 数据卡

推荐空行作为结束

slide15
MCNP输入文件格式
  • 每行最多80个字符
  • 不含控制字符,比如:Tab
  • 注释行:

—标题卡之后的任何位置都可插入

—第一列是字母“C”,且随后四个空格

—从输入数据之后的$符号后开始

  • 以上三种情况可以单独或同时存在
slide16
输入简写
  • nR:表示将它前面的一个数据重复n遍

例如:2 4R => 2 2 2 2 2

  • nI:表示在与它前后相邻的两个数之间插入n个线性插值点。

例如:1 5I 7 => 1 2 3 4 5 6 7

  • xM:表示它前面的数据与x之积

例如:5 4M => 4 20

  • nJ:表示从它所在位置跳过n项不指定的数据而使用缺省值。
slide17
输入简写规则
  • 如果n(R,I,J)中的n缺省,则假设n=1。
  • 如果xM中的x缺省,则致命错误。
  • nR前面必须放有一个数或由R或M产生的数据项。
  • nI前面必须放有一个数或由R或M产生的数据项,后面还要跟有一个常数。
  • xM前面必须放有一个数或由R或M产生的数据项。
  • nJ前面可以放除了I以外的任何内容。
slide19
MCNP教程
  • 简介
  • 输入文件基础
  • 几何描述
  • 源的描述
  • 计数描述
  • 材料,物理成分和数据
  • 高级计数描述
  • 高级几何描述
  • 各种简化
  • 临界问题
slide20
MCNP几何
  • 几何基础
  • 快速开始
  • 曲面
  • 组合曲面
  • Macrobodies
  • 栅元特性
  • 例子
slide21
学习目标:几何
  • 懂得四种定义曲面的方法
  • 懂得怎样由曲面创建栅元
  • 了解Macrobodies的定义细节
  • 懂得进行曲面变换
  • 懂得何时使用特殊曲面
slide22
几何基础
  • “universe”根据材料和特性被分成不同的区域
  • 整个无穷的universe必须包括在几何模型之内
  • 几何的基本单位是栅元
  • 所有的栅元都由闭合曲面定义
  • 所有的曲面都能将universe分成两部分
slide23
曲面
  • 由方程定义
    • 曲面由方程及参数确定
    • 例如:
      • 一个球心在原点半径为R的球

j so R

      • 平行于y轴半径为R的圆柱

j c/y x z R

      • 垂直于z轴的平面

j pz z

slide24
栅元中的复合曲面
  • 栅元中的点和曲面的关系通过栅元对曲面的坐向联系起来:“+”和“-”

—曲面将universe分为两个半区

  • 布尔算符

—将不同的半区与创建的栅元联系起来

    • 交(Intersection)
    • 联(Union)
    • 余(Complement)
slide25
坐向
  • 栅元中所有的点都通过坐向与定义栅元的曲面联系起来。坐向说明了栅元中的点在曲面的那一边
  • + 正的坐向
    • 对于开放曲面(平面),点在曲面的坐标轴正方向;
    • 对于封闭的曲面(球,圆柱等),点在曲面以外。
  • + 负的坐向
    • 对于开放曲面(平面),点在曲面的坐标轴负方向;
    • 对于封闭曲面(球,圆柱等),点在曲面以内。
slide26
栅元的复合曲面:交
  • 同时满足两个坐向的空间
  • 算符输入:在两个曲面号中用空格
    • 2 –1只表示同时满足坐向+2和坐向-1的空间区域
slide27
栅元的复合曲面:联
  • 任意满足两个坐向之一的空间
  • 算符输入:在两个曲面号中用冒号:
    • 2:–1表示任意满足坐向+2和坐向-1之一的空间区域
slide28
表示栅元之外的空间

算符输入:在曲面号前用#

#5表示栅元5之外的空间

栅元的复合曲面:余
  • 余以后的区域可以和 其他区域进行交和并的运算
    • -2 #5代表曲面2之内且在曲面5之外的区域。
slide29
栅元
  • 栅元输入卡包括三个部分
    • 栅元号: 1-9999
    • 栅元内容
      • 材料号
      • 材料密度
        • >0,表示原子密度
        • <0,表示质量密度
    • 复合曲面
slide30
练习
  • 截面测量实验
    • 中央有一个圆柱孔(R=2cm)的铍球(R=25cm)。
    • 孔的中央有一个氚靶(厚0.5cm,R=2cm)
    • 铍球嵌在半径为40cm的混凝土球壳内。
slide31
四类MCNP曲面
  • 方程定义曲面
    • 平面,球,圆柱,圆锥,圆环,任意的二次曲面
  • Macrobodies
    • 基于闭合图元的复杂曲面
  • 用点定义对称曲面
    • 平面,线性曲面或二次曲面
  • 由三个点定义一般平面
    • 一般平面
slide32
MCNP曲面:方程定义
  • 基本格式

(Chapter 3, section III.A, Table 3.1, p 3-12)

    • j n a list

j:曲面号:1—9999

n:缺省值为0,表示不进行任何坐标变换

>0:用TRn卡对曲面坐标变换

<0:曲面j是伴随曲面n的周期边界

a:方程助记名

list:方程描述的数据项

slide33
MCNP曲面:圆锥
  • 圆锥的等式定义了两个“叶”。
  • 参数中额外的条目是用来区分“正叶”和“负叶”的
  • 只有在圆锥平行于轴的时候才有效
mcnp macrobodies
MCNP曲面:Macrobodies
  • 有限的“模块”构成的曲面(Chapter 3, Section III.D, Table 3.1, p 3-12)
    • BOX 任意指向的正交框
    • RPP 直角平行六面体
      • 所有的表面垂直于各自的轴
    • SPH 球
      • 与方程表示的球是一样的
    • RCC 直圆柱体
      • 轴与底面垂直,但是方向任意
    • RHP(HEX) 直六面棱柱
      • 与RCC相似但底为任意的六边形
mcnp macrobodies1
MCNP曲面:Macrobodies
  • “坐向”与其他封闭曲面相类似
    • + 正的坐向,点在曲面以外。
    • + 负的坐向,点在曲面以内。
  • 能够与其他类型的曲面相复合
  • 从能够被分别索引的“面”构造
macrobody
Macrobody 的“面”
  • 面是按顺序编号的(见说明书page 3-21)
  • 参考使用Macrobody编号和“面”编号
    • Macrobody RCC的圆柱侧面 j=5
      • 5.1
    • Macrobody RPP的ymax平面 j=10
      • 10.3
slide37
MCNP曲面:用点定义对称曲面
  • 用面上的一到三个点描述,且面关于X,Y或Z轴对称。(见Page3-16)
  • 每一对坐标点定义曲面上的一个点
    • 第一个坐标:点离轴的距离
    • 第二个坐标:点离轴的半径
slide38
MCNP曲面:用点定义对称曲面
  • 一个点:定义一个平面
  • 两个点:定义平面或者线性曲面(圆柱、圆锥)
  • 三个点:定义平面、线性曲面或者二次曲面(球或者一般的二次曲面)
  • 所有的点都在同一叶上
  • 所有的叶必须是可定义的如平面、线性曲面或者二次曲面
slide39
MCNP曲面:用三点定义平面
  • 任意三点定义一个平面
  • 所产生的平面方程系数遵循原则
    • 原点是负方向
      • (0,0,∞)是正方向
        • (0,∞,0)是正方向
          • (∞,0,0)是正方向

》致命错误

slide40
曲面坐标变换
  • TRn坐标变换卡(见page3-30)
    • TRn Ox Oy Oz Bxx’ Byx’ Bzx’ Bxy’ Byy’ Bzy’ Bxz’ Byz’ Bzz’ M
  • n:变换号,与曲面匹配
  • Ox Oy Oz,变换的原点位移矢量
  • Bxx’ …’ Bzz’变换的旋转矩阵(余弦或度 *)
  • M
    • 1意味着位移矢量是辅助坐标系的原点在基本坐标系定义的位置
    • -1意味着位移矢量是基本坐标系的原点在辅助坐标系定义的位置
slide41
曲面坐标变换
  • 有时候对标准曲面进行坐标变换比直接定义一个复杂曲面更加容易
  • 例子:轴平行于(1,1,0)的圆柱
    • 怎样直接写出等式定义?
    • 替代方法
      • 用等式定义x轴的圆柱
      • 进行45度角的变换
slide42
练习
  • 继续上一章的练习
    • 使用macrobodies将混凝土球壳替换成立方体
    • 在铍球内使用圆锥形孔代替圆柱孔,在靶处半径2cm,外表面半径4cm。混凝土球壳处仍为半径4cm的圆柱孔。
    • 需要用到半径1cm,与原来的孔夹角为60度的圆柱孔进行检验
    • 这个检验孔是号角状的,靠近靶处半径1cm,靠近铍球表面处半径2cm,中间半径1.2cm。
slide43
MCNP栅元:栅元基本特性
  • 栅元不仅仅是指几何形状,还包括
    • 材料:定义栅元中用来输运和反应的截面
    • 重要性:
      • 基本用途:把无用的universe和物理模型分离开来
      • 高级用途:改进问题的统计结果
slide44
MCNP栅元:材料定义
  • Mn材料卡—在输入文件的数据卡部分(见pg 3-108)
    • 提供了材料所含元素或同位素的原子比例或重量百分比
  • Mn zaid1 frac1 zaid2 frac2 … zaidn fracn
    • n 材料号,与栅元卡中条目匹配
    • zaid 根据原子序数和原子量定义的同位素ID
      • 通常:zaid=Z*1000+A
      • A=0,代表天然元素
      • 对于特殊的截面库有可选条目 zaid.xsid
    • frac 元素在材料中的原子比例或重量百分比(若为负值)
      • MCNP将会自动归一化
slide45
MCNP栅元:材料定义示例
  • M1 92235 –4.5 92238 –95.5 8016 –13.5
    • 含丰度为4.5%的铀235的氧化铀(核燃料)
  • M25 7000 78 8000 21
    • 空气的近似
  • M1 1001 0.5 8016 0.25 6012 0.25
  • 少量的杂质一般是不重要的
    • 钢含有23种不同的元素
    • M4 26000 88.8 24000 9 74000 2

25000 0.5 14000 0.25 6000 0.1

slide46
MCNP栅元:重要性
  • 每个栅元都有重要性
  • 标准的重要性为1
    • 不同的数值用来表示重要性的递减
  • 如果重要性为0,粒子在此栅元中不予考虑
    • 终结粒子历史
    • 剩下的universe重要性为0
slide47
MCNP栅元:重要性的定义
  • IMP: n, IMP: p, IMP: e, IMP: n,p 等
  • 两种方法定义重要性
    • 在栅元描述卡中,曲面描述之后定义
      • 1 3 -8 -1 2 # (-3 –5) IMP: n=1
      • 4 0 1 : -4 –5 IMP: n=0
    • 作为数据卡,每个栅元对应一个数字
      • IMP: n 1 1 1 0 $ For 4 cells
slide48
整个历史的描述
  • 源的定义
    • 这是必须的:没有源就没有粒子
  • 问题截断条件
    • 可选的:没有截断条件,问题将永远计算下去
  • 计数
    • 可选的:没有计数就不会知道任何计算结果
slide49
源的描述
  • 通用源卡 SDEF 定义了如下内容
    • 粒子在哪里创建
      • 栅元,曲面,(x,y,z)
    • 粒子在何时创建
    • 粒子的能量和方向
    • 粒子权重
    • 粒子类型
  • 默认值
    • 在零点零时刻创建,E=14MeV,各向同性,权重为1
slide50
问题截断卡
  • 两种主要的截断
    • 粒子数目 NPS
    • 计算时间 CTME (以分为单位)
  • 个别粒子的其他截断
    • CUT 对每个粒子定义了最大时间,最小能量等
    • ELPT对每个栅元定义了最小能量
slide51
计数
  • 用来提供物理量的估计计数
  • Fn: a j1 j2 j3 … jN T
    • n 计数号,最后一位定义计数类型
    • a 计数粒子标志符:n, p, e
    • ji计数所在的区域
    • T 可选:所有计数区域合集的计数
slide52
计数类型
  • 表面计数
    • 1 穿过曲面的积分流量
    • 2 穿过曲面的平均通量
  • 栅元计数
    • 4 一个栅元的平均通量
    • 6 一个栅元的平均沉积能量
    • 7 一个栅元的平均裂变沉积能量
  • 特殊计数
    • 5 一个点或环探测器的通量
    • 8 一个脉冲幅度探测器的通量
slide53
练习
  • 以前面的问题为基础建立完整的模型
    • 加入材料定义和栅元重要性
    • 加入默认源
    • 计算100000个粒子
    • 对铍球外表通量计数
slide54
MCNP几何总结
  • 四种定义曲面的方法
    • 方程,macrobodies,一般平面,对称旋转
  • 逻辑算符把曲面与栅元联系起来
    • 逻辑算符:交,并,余
    • 栅元说明还需要材料和重要性
  • macrobodies是由“面”构成的
    • “面”类似其他曲面,但被内在描述
  • 曲面可以任意进行坐标变换
slide55
MCNP教程
  • 简介
  • 输入文件基础
  • 几何描述
  • 源的描述
  • 计数描述
  • 材料,物理成分和数据
  • 高级计数描述
  • 高级几何描述
  • 各种简化
  • 临界问题
slide56
MCNP源的定义
  • 源的粒子特性
  • 独立分布
  • 体积源和曲面源
  • 内嵌函数
  • 非独立分布
  • 源的检查
slide57
学习目标:源
  • 知道粒子源必要的增殖特性
  • 能够使用各种独立的样本分布
  • 能够在笛卡尔坐标,柱坐标和球坐标下定义体积源和球面源
  • 懂得使用内嵌的PDF函数
  • 能够使用非独立样本分布
  • 能够检查使源的产生正确
slide58
源的描述
  • 通用源卡 SDEF 定义了如下内容
    • 粒子在哪里创建
      • 栅元,曲面,(x,y,z)
    • 粒子在何时创建
    • 粒子的能量和方向
    • 粒子权重
    • 粒子类型
  • 默认值
    • 在零点零时刻创建,E=14MeV,各向同性,权重为1
slide59
通用源卡基本语法(1)
  • SDEF var1=spec1 var2=spec2 … (p3-50)

标量 向量(x y z)

位置 X, Y, Z POS

时间 TME

能量 ERG

方向 DIR VEC

权重 WGT

类型 PAR

几何约束 CEL, SUR

slide60
通用源卡基本语法(2)
  • 变量说明有三种形式
    • 显值
      • ERG=2
        • 能量为2MeV
    • 分布号
      • ERG=D1
        • 能量由1号分布定义
    • 相关分布
      • ERG FPOS D2
        • 能量是位置的函数,且从分布2抽取
slide61
源的粒子类型
  • 只允许一种粒子
  • PAR= (必须清楚,且没有分布)
    • 1 中子
    • 2 质子
    • 3 电子
  • MODE卡(问题类型卡)必须支持粒子类型
  • 默认值是MODE卡支持的最小数字
slide62
独立分布
  • 四种概率分布
    • 柱状图
slide63
独立分布
  • 四种概率分布
    • 柱状图
    • 离散的
slide64
独立分布
  • 四种概率分布
    • 柱状图
    • 离散的
    • 分段线性
slide65
独立分布
  • 四种概率分布
    • 柱状图
    • 离散的
    • 分段线性
    • 复合
slide66
源信息卡
  • SIn type I1 I2 … Ik
    • n 分布号
    • type(类型)
      • H: 柱状直方分布
      • L: 离散的源变量值
      • A: 线性分段值
      • S: 复合值
    • Ik 依赖于类型的源变量值或分布号
      • H: 直方图分布的箱边界
      • L: 离散的源变量值
      • A: 定义概率分布的点
      • S: 次分布号
slide67
源概率卡
  • SPn option P1 P2 … Pk
    • n 分布号
    • option(说明)
      • 空格: H或者L分布的箱概率,A分布的概率密度
      • D: H或者L分布的箱概率
      • C: H或者L分布的积累箱概率
      • V: 对于栅元分布
        • 概率与栅元体积成正比(乘以Pi)
    • Pi 源变量概率
slide68
直方分布
  • Ik定义直方分布箱的边界
    • 必须单调上升
  • Pk定义下列任何一种
    • 每一个箱的相对概率
    • 每一个箱的积累概率
    • P1必须是0
    • MCNP将会对{Pi}重新归一
slide69
直方分布示例
  • 在(-1,1)之间的均匀分布

SI1 -1 1

SP1 0 1

  • 五个箱且中间的概率最大

SI1 H -1 -.6 -.2 .2 .6 1

SP1 D 0 1 2 3 2 1

  • 与上相同,使用累计概率

SI1 -1 -.6 -.2 .2 .6 1

SP1 C 0 1 3 6 8 9

slide70
离散分布
  • Ik定义离散变量值
    • 不需要单调上升
  • Pk定义下列任何一种
    • 每一个值的相对概率
    • 每一个值的积累概率
    • MCNP将会对{Pk}重新归一
slide71
离散分布示例
  • 相同的边界分布

SI1 L -1 1

SP1 -1 1

  • 五个值且中间的概率最大

SI1 L -1 -.5 0 .5 .1

SP1 D 1 2 3 2 1

  • 与上相同,使用累计概率

SI1 L -1 -.5 0 .5 .1

SP1 D 1 3 6 8 9

  • 向量分布

SI1 L 0 0 0 1 1 1 2 3 4 9 8 7

SP1 1 2 1 3

slide72
分段线性分布
  • Ik定义分段线性分布的点
    • 必须单调上升
    • 分段线性区间的最小值和最大值
  • Pk定义分段线性区间每一点上的值
    • Pk和Pk通常为0,但不做要求
    • MCNP将会对{Pk}重新归一
  • 在点之间的概率分布是线性内插的
slide73
线性内插分布示例
  • 从0到1的倾斜分布

SI1 A 0 1

SP1 0 1

  • 锯齿分布

SI1 A -1 -.5 0 .5 1

SP1 0 1 0 1 0

  • 余弦平方分布近似

SI1 A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

SI1 1 0.90 0.65 0.35 0.10 0 0.10 0.35 0.65 0.90 1

slide74
定义源的位置
  • 体积源可以在三种坐标系统内定义
    • 直角坐标,柱坐标,球坐标
  • 表面源可以定义为
    • 简化的体积源,具有曲面特征
  • 位置的取样以源的类型为基础
  • 源的位置约束在特殊的栅元或曲面内
slide75
直角坐标下的体积源
  • 提供X,Y,Z的分布
  • 例子:
    • 在2×2×2的箱内的均匀源

SDEF X=D1 Y=D2 Z=D3

SI1 -1 1

SP1 0 1

SI2 -1 1

SP2 0 1

SI3 -1 1

SP3 0 1

slide76
直角坐标下的体积源
  • 在2×2×2的箱内特殊的非自然分布

SDEF X=D1 Y=D2 Z=D3

SI1 -1 0 1

SP1 0 1 2

SI2 A -1 1

SP2 0 1

SI3 A -1 0 1

SP3 0 1 0

slide77
柱坐标下的体积源
  • SDEF变量
    • POS,AXS,RAD,EXT
  • 圆柱的轴沿着AXS方向通过POS
  • 在一个以RAD的抽样值为半径的

圆上均匀抽取粒子的位置

  • 圆位于在离开POS的一定距离且

垂直于AXS的一个平面上,这个

距离是EXT的抽样值

slide78
柱坐标下的体积源
  • 柱坐标下源的缺省取样
    • EXT 均匀取样
    • RAD 幂函数取样 正比于r1
  • 一般举例
    • 均匀圆柱表面源
      • 在SIn卡上填写两端离POS的距离EXT
      • 在SIn卡上填RAD的内半径和外半径
    • 圆柱体积源
      • 表面的内半径为0
slide79
柱坐标下的体积源举例
  • 2cm长的燃料芯块均匀源,中心在原点,轴为X轴,直径1cm

SDEF POS=0 0 0 AXS=1 0 0 EXT=D1 RAD=D2

SI1 -1 1

SP1 0 1

SI2 0 0.5

SP2 -21 1

  • 上列燃料芯块外表面的均匀源

SDEF POS=0 0 0 AXS=1 0 0 EXT=D1 RAD=D2

SI1 -1 1

SP1 0 1

SI2 0.4 0.5

SP2 -21 1

slide80
柱坐标下的体积源举例
  • 仍为上列燃料芯块,中心(2,3,4),沿(1,1,1)方向

SDEF POS=2 3 4 AXS=1 1 1 EXT=D1 RAD=D2

SI1 -1 1

SP1 0 1

SI2 0 0.5

SP2 -21 1

slide81
球坐标下的体积源
  • SDEF变量
    • POS,RAD
    • 不允许指定AXS和X,Y,Z
  • 球心在POS
  • RAD为从球心到粒子均匀取样位置的距离
  • RAD默认值为正比于r2的幂函数
slide82
球坐标下的体积源举例
  • 球心在原点,直径1cm的均匀源

SDEF POS=0 0 0 RAD=D2

SI2 0 0.5

SP2 -21 2

  • 上面均匀源的外壳

SDEF POS=0 0 0 RAD=D2

SI2 0.4 0.5

SP2 -21 2

  • 在三个不同位置的类似均匀源

SDEF POS=D1 RAD=D2

SI1 L 0 0 0 2 3 4 -5 –4 –3

SP1 1 1 1

SI2 0.4 0.5

SP2 -21 2

slide83
曲面源
  • 曲面源可以看作简化的体积源
  • 曲面说明不是必需的,但是
    • 注意:不要在几何曲面上创建曲面源而不进行说明,所以要
      • 指明几何曲面SUR=n,或者
      • 把曲面源定义在未说明的几何结构之外
  • 对曲面说明后,MCNP将不会再次检查是否从该曲面取样
slide84
平面曲面源
  • 直角坐标下的源分布
    • X,Y和Z,必须定义平面曲面SUR上的点
    • 应该定义源的方向VEC
  • 圆形的源分布
    • POS定义分布的中心
    • RAD定义分布半径
    • SUR或AXS定义平面
slide85
平面曲面源举例
  • 2×2的箱均匀表面源

SDEF X=D1 Y=D2 Z=1 SUR=3.6

SI1 -1 1

SP1 0 1

SI2 -1 1

SP2 0 1

  • R=2的圆柱侧面表面源

SDEF SUR=4.3 POS=0 0 0 RAD=D1

SI1 1 $ 默认取样正比于r

slide86
球表面源
  • 没有表面说明时
    • RAD为定值的简化的体积源
    • 不允许指定AXS和EXT
    • 区域内均匀分布
  • 有表面说明时
    • RAD不需要
    • AXS和EXT说明非均匀分布特点
slide87
柱表面源
  • 只看作简化的体积源
    • 指明RAD的定值
  • 不能用SUR=<cyl surf>
    • 否则出现 致命错误
  • 例子:
    • 长2cm,半径2cm,中心在原点沿X轴的圆柱测表面均匀源

SDEF POS=0 0 0 AXS=1 0 0 EXT=D1 RAD=2.01

SI1 -1 1

SP1 0 1

slide88
点源
  • 两个方法说明点源的位置
    • X,Y,Z
    • POS
  • 对于多个点源,X,Y,Z要求独立分布
    • 此时推荐使用POS
  • POS分布:

SI1 L 0 0 0 1 1 1 2 3 4 9 8 7

SP1 1 2 1 3

build in pdfs
内部函数(Build-in PDFs)
  • 对于一些源变量,可以使用内部函数
  • SPn f a b
    • n 分布号
    • f 内部函数识别符
    • a b 内部函数参数
  • 只能用于特定的变量(见p3-60,表3.4)
  • 参见特殊的缺省值和快捷方式(p3-61)
slide90
源的方向
  • DIR:μ=cosθ,是VEC和粒子飞行 方向的夹角余弦
  • VEC:DIR的参考矢量
slide91
源的方向默认值
  • 对于体积源(SUR=0)
    • VEC :缺省时产生各向同性分布
    • DIR:μ由各向同性均匀抽取
  • 对于曲面源(SUR不等于0)
    • VEC :垂直于曲面,曲面用NRM表征
    • DIR:在0到1之间由余弦分布抽取μ的线性样本
slide92
源方向举例
  • 沿X轴的激光束

SDEF VEC=1 0 0 DIR=1 …

  • 沿X轴方向上有向前的最大辐射的靶

SDEF VEC=1 0 0 DIR=D1

SI1 0 1

SP1 -21 5

slide93
复合的独立分布
  • Ik定义各级各个分布的离散变量值
    • Ik=0:使用变量的默认值
  • Pk定义各级各个分布的概率
    • MCNP将会对{Pk}重新归一
  • 各个分布可以是独立的分布,也可以又是另外的复合分布,最高可以有20级。
slide94
复合分布举例
  • 辐射能谱通常既有离散能谱又有连续能谱。
slide95
复合分布举例
  • 辐射能谱通常既有离散能谱又有连续能谱。

SI1 S D2 D3

SP1 0.6 0.4

SI2 A 0 0.5 1 1.9 2.0

SP2 1 1 1.2 1.5 0

SI2 L 0.6 0.89 1.32

SP2 2 1 10

slide96
相关源分布
  • 一个源变量可能与另一个源变量值的选取有关
  • DSn option J1 J2 … Jk
    • n 分布号
    • option(说明)
      • 省略或H: 直方分布
      • L: 离散值
      • S: 复合值
    • Jk 依耐于类型的源变量值或分布号
      • H: 直方图分布的箱边界
      • L: 离散的源变量值
      • S: 次分布号
slide97
相关源分布
  • DSn T I1 J1 I2 J2… Ik Jk
    • n 分布号
    • Ik 独立变量的离散值
    • Jk 相关变量的离散值
  • 如果找不到匹配的独立变量的抽样值,那么相关变量取它的缺省值
  • 当相关变量取缺省值时,通常使用T选择
slide98
相关源分布
  • DSn Q V1 S1 V2 S2… Vk Sk
    • n 分布号
    • Vk 独立变量的箱边界
      • 单调上升
      • Vk的最大值必须不小于独立变量可能的最大值
    • Sk 相关变量的分布号
  • 如果独立变量的样本抽取值在Vk-1和Vk之间时,由Sk分布抽取相关变量的值
  • 如果Sk=0,使用变量的缺省值
  • 独立变量使用内部函数时必须采取Q选择
slide99
相关源分布举例
  • 能量不同的两个点源

SDEF POS=D1 ERG=FPOS=D2

SI1 L 5 0 0 -5 0 0

SP1 1 1

DS2 L 5 10

  • 基于能量的不同角分布

SDEF ERG=D1 DIR=FERG=D2

SI1 H 0 2 6

SP1 0 0.2 1

DS2 S 3 4

slide100
栅元舍弃
  • 怎样从不规则形状的栅元体中均匀抽样?
  • 直角坐标下体积源:CEL=3
cookie cutter
Cookie-cutter舍弃
  • 怎样从不规则形状的表面区域均匀抽样?
  • 定义一个特殊的栅元以适当的形状与曲面相交
    • CCC=n
slide102
关于源的舍弃
  • 在取样以后(使用X,Y,Z或POS,RAD,EXT确定位置)
    • 如果(x,y,z)在栅元之外,舍弃并重新取样
  • 源变量EFF给定了取样效率的下限
    • 如果粒子接受率小于EFF,问题放弃
    • 默认值:0.01
  • Cookie-cutter栅元不能取为问题中描述的真的几何形状
slide103
源的检查
  • PRINT X1 X2 X3数据卡
    • 如果PRINT卡(输出打印卡)不给出
      • 则产生最小的基本输出
    • 如果Xi不给出
      • 则产生最大输出
    • 如果Xi大于0
      • 则产生最小基本输出和{Xi}列表
    • 如果Xi小于0
      • 则产生最大输出和{Xi}列表
    • 见说明书3-135的表格
    • 表110给出了前50种源粒子
slide104
MCNP源的总结
  • MCNP给出了大量的灵活的定义源的方法
    • 不同方式的独立分布
    • 复合分布
    • 相关分布
    • 内部函数
    • 栅元舍弃和Cookie-cutter舍弃
  • 源的定义很复杂,必须经常检查
slide105
MCNP教程
  • 简介
  • 输入文件基础
  • 几何描述
  • 源的描述
  • 计数描述
  • 材料,物理成分和数据
  • 高级计数描述
  • 高级几何描述
  • 各种简化
  • 临界问题
slide106
MCNP计数
  • 基本计数
  • 计数箱
  • 计数分段
  • 计数乘子
  • 计数箱乘子/归一化
  • 计数标记
  • 计数输出优化
slide107
学习目标:MCNP计数
  • 知道怎样选择正确的计数类型
  • 能定义计数箱
  • 能在几何上对计数分段
  • 知道使用计数乘子和找到乘子因子
  • 知道使用计数标记
  • 能够优化计数输出
  • 能够在运行时输出计数
slide108
Fn计数卡
  • 计数标签给出了物理量的估值
  • Fn: a j1 (j2 j3) … jN T
    • n 计数号,其最后一位定义类型
    • a 计数粒子类型 n,p,e
    • jN计数区域
    • T 可选:所有计数区域的总数或平均数
  • 括号内的项给出这些区域的总数或平均计数
slide109
计数类型
  • 表面计数
    • 1 穿过曲面的积分流量
    • 2 穿过曲面的平均通量
  • 栅元计数
    • 4 一个栅元的平均通量
    • 6 一个栅元的平均沉积能量
    • 7 一个栅元的平均裂变沉积能量
  • 特殊计数
    • 5 一个点或环探测器的通量
    • 8 一个脉冲幅度探测器的通量
slide110
计数单位

计数类型 Fn单位 *Fn单位

F1:曲面流量 粒子 MeV

F2:曲面通量 粒子/cm2 MeV/cm2

F4:栅元通量 粒子/cm2 MeV/cm2

F5:探测器通量 粒子/cm2 MeV/cm2

F6:能量沉积 MeV/g Jerk/g

F7:裂变能量沉积 MeV/gJerk/g

F8:脉冲幅度 pulse MeV

macrobodies
计数和Macrobodies
  • 不能在整个macrobody曲面上计数
    • 必须使用单独的“面”或者面的集合
    • 如果曲面5是macrobody的RCC(直圆柱体)
      • F1: n 5 将是错误的
      • F1: n (5.1 5.2 5.3) 才是正确的
  • 在某些情况下,消除的曲面(eliminated surface)不能用来计数(或者描述源)
    • 如果曲面2.3因为与另一个曲面相同而被消除,那么
      • SUR=2.3在SDEF卡中错误
      • F1: n 2.3 在计数中错误
slide112
定义计数箱
  • 在缺省情况下,计数是对所有能量、时间、角度、位置的平均积分
  • 用户可以定义下列每个量的计数箱
    • 能量箱——能谱
    • 余弦/角度箱——角度分布
    • 时间箱——瞬时特性
    • 分段箱——空间分布
slide113
能量、时间和余弦箱

En E1 E2 … Ek

Cn C1 C2 … Ck

Tn T1 T2 … Tk

    • n 计数号
      • n=0时对于所有计数给出箱的缺省值
      • 余弦箱只在类型1时有效
    • Ei第i个能量箱的上限
    • Ci 第i个余弦箱的上限( C1>-1)
    • Ti 第i个时间箱的上限
  • MCNP将会自动给出时间箱和能量箱计数总和
    • 在余弦卡末尾填写T也可得到计数总和
slide114
计数分段
  • 通过几何划分对计数进行空间分段
  • FSn S1 S2 … Sk T
    • n 计数号
    • Si 标记的几何曲面
    • T 可选的总的计数箱
  • 应用于计数n的每一个栅元或曲面
  • 可以要求SDn卡定义分段体积或面积
slide115
理解计数分段
  • FS(分段计数)卡上的k个曲面将会创建k+1个分段体积或曲面
  • 相对于曲面S1的坐向与数符相同的部分
  • 相对于曲面S2的坐向与数符相同的部分但在先前分段已记录过的部分除外
  • 相对于曲面Sk的坐向与数符相同的部分,但在先前分段已记录过的部分除外

k+1所有其余部分

k+2如果在FSn卡上有字符T,给出整个栅元或曲面的计数

slide116
计数分段的面积/体积

SDn (D11 D12 … D1m) (D21 D22 … D2m) … (Dk1 Dk2 … Dkm)

    • n 计数号
    • k计数卡上的栅元或曲面数目
    • m 计数卡上的分段数目
    • Dij第I个栅元或曲面上的第j个分段的面积,体积或质量
  • 在MCNP不能自动计算体积或面积时必须使用此卡
slide117
计数乘子
  • FMn (bin set1) (bin set2) … T
    • n 计数号
    • (bin set i):箱组i,((乘子组1)(乘子组2)…衰减器组)
    • T:可选项,给出所有箱的总计数
  • 用来计算以下列形式的通量函数表示的量

C∫φ(E)R(E)dE

  • 在这里R(E)是一个算子,表示加或乘上一个响应函数(例如截面)
slide118
计数乘子组
  • 乘子组
  • C m (reactor list 1) (reactor list 2) …
    • C 增殖常数
      • 对于计数类型4且C=-1,则使用C=ρa
    • m 在材料卡上标识的材料号
    • reactor list i:反应表i,由空格(表示乘)和/或冒号(表示加)分开的反应号
      • 乘在加之前运算,且反应表内不允许括号
      • (R1 R2:R3) = (R1*R2)+R3
      • (R1 R2:R1 R3) = (R1*R2)+(R1*R3) = R1*(R2+R3)
  • 计数乘子是C.R
slide119
一些计数乘子反应号

中子 光子

-1 总的截面 -1 非相干散射截面

-2 吸收截面 -2 相干散射截面

-3 弹性散射截面 -3 光电截面

-4 平均加热数 -4 对生成截面

-5 γ产生截面 -5 总截面

-6 总裂变截面 -6 光子加热数

-7 裂变γ

-8 裂变Q 其它反应号见附录G

16 (n,2n) 的ENDF反应号

17 (n,3n)

18 (n,f)

slide120
计数衰减器组
  • 衰减器组
  • C -1 m1 px1 m2 px2 …
    • C 增殖常数
    • mi 材料号
    • pxi 密度乘以衰减材料厚度
      • 正值表示原子密度
      • 负值表示质量密度
  • 用计数乘子Ce-σ.px模拟粒子在衰减器中行为
    • 只有衰减材料较薄,不考虑散射效应时这样考虑
slide121
特殊的计数乘子
  • 特殊乘子组
  • c -k
    • c 增殖常数
    • k 特殊计数乘子
      • 1 1/权重
        • 给出径迹数
      • 2 1/速度
        • 给出中子总数
slide122
乘子箱

Emn ME1 ME2 … MEk

CMn MC1 MC2 … MCk

TMn MT1 MT2 … MTk

  • n 计数号
    • n=0时对于所有计数给出箱的缺省值
    • 余弦箱只在类型1时有效
  • MEi:适用于能量箱i的乘子
  • MCi:适用于余弦箱i的乘子(c1>-1)
  • MTi:适用于时间箱i的乘子
slide123
箱的归一化
  • 乘子箱的一个主要用途是通过箱的宽度进行归一化
  • 标准箱对于每一个箱提供了全部的直方分布
  • 通过箱的宽度进行划分可以产生下列结果:
    • 每单位能量——能量箱
    • 每单位立体角——余弦箱
    • 每单位时间——时间箱
slide124
计数标记
  • CFn C1 C2 … Ck
  • SFn S1 S2 … Sk
    • n 计数号
      • 当n=0时对于所有计数使用默认标记
    • Ci栅元标记编号
    • Si曲面标记编号
  • 当任何一个粒子离开栅元Ci或者穿过曲面Si时,把粒子轨迹打上标记
  • 可以标记的光子是由带标记的中子产生的光子
slide125
修改计数输出(打印层次卡)
  • FQn a1 a2 … ak
    • n 计数号
    • 计数箱类型编码(按照默认顺序)
      • F 栅元,曲面或探测器
      • D 直接或者带标记
      • U 用户
      • S 分片断
      • M 乘子
      • C 余弦
      • E 能量
      • T 时间
  • 最后两项所对应的计数箱将做成一个表,分别对应表的竖向和横向。
slide126
修改计数输出
  • 如果指定了计数箱类型编码的子集,子集将会被放置到卡的末尾,而在它前面按照缺省次序安排未指明的字母
  • FCn 计数注释卡
    • 可在输出文件中打印注释信息
    • 在计数被修改以后特别有用
slide127
交互式计数显示
  • MCNP可以暂停以检查计数的中间状态(见附录B)
  • Tally n
    • 将计数n设为当前计数以测绘
  • Free q
    • 设置变量q{F D U S M C E T}为X轴
  • Fixed q n
    • 测绘变量q {F D U S M C E T}的计数箱n
  • LINLIN或者LOGLIN:切换Y轴的对数坐标
slide128
关于计数的更多主题
  • 环形探测器
  • 探测器响应函数
  • 微扰
  • 计数涨落绘制
  • 计数特殊处理
slide129
MCNP计数总结
  • MCNP提供了一些物理量的计数
  • 能量箱,时间箱和角度箱便于进行更细致的分析
  • 计数分段允许存在简单的空间相关性
  • 计数乘子可以计算更多的物理量
  • 计数可以在计算过程中检测,而且其结果可以以不同顺序输出
slide130
MCNP教程
  • 简介
  • 输入文件基础
  • 几何描述
  • 源的描述
  • 计数描述
  • 材料,物理成分和数据
  • 高级计数描述
  • 高级几何描述
  • 各种简化
  • 临界问题
slide131
MCNP中的各种约简
  • 各种约简的语法
    • 截断
    • 数目控制
    • 调整取样
    • 部分确定性
  • 常见问题
slide132
能量和时间截断
  • CUT:n T E WC1 WC2 SWTM
    • n 粒子类型:N为中子,P为光子,E为电子
    • T 最高截断时间,以刹为单位
    • E 最低截断能量,以MeV为单位
  • 当粒子的寿命超过T时就被杀死
  • 当粒子的能量小于E时就被杀死
  • 缺省值
    • 中子:T为无限大值,E=0.0MeV
    • 光子:T为中子寿命,E=0.001MeV
    • 电子:T为中子寿命,E=0.001MeV
slide133
权重截断
  • CUT:n T E WC1 WC2 SWTM
    • n 粒子类型:N为中子,P为光子,E为电子
    • WC1 WC2 权重截断
    • SWTM 源粒子最小权重
  • 当粒子权重WGT<WC2*R时,则
    • 粒子将以概率WGT=WC1*R幸存
    • 幸存权重WC1*R
    • R为源栅元与当前栅元重要性之比
  • 若WC1和WC2为负值
    • WC1=|WC1|*WS且WC2=|WC2|*WS
    • WS为源的最小权重
slide134
几何分离/轮盘赌
  • 基于几何栅元的重要性
  • MCNP中的注释,技巧和原则
    • 分离和轮盘赌总是同时进行
    • 设置栅元重要性的原则是在源和探测器之间,粒子数目从一个栅元到另一个栅元始终为常量
    • 避免N出现非常大和非常小的值
    • 当角度相关性极为明显时问题不可靠
slide136
能量分离/轮盘赌
  • ESPLT: n N1 E1 N2 E2 … N5 E5
    • n 粒子类型
    • Ni 粒子分离后的分支数
    • Ei 粒子实行分离的能量限
  • 当粒子的能量降到Ei 之下时,Ni定义分离或轮盘赌
    • 可以不是整数
    • Ni>1时实行分离
    • 0<Ni<1时按概率实行轮盘赌
    • 最多五组
  • 当粒子的能量上升到Ei 之上时,执行与上相反的“过程”
slide137
权重窗
  • WWE: n E1 E2 … Ej (j<100)
  • WWNi: n Wi1 Wi2 … Wij (j<100)
    • n 粒子类型
    • Ej 第i个能量窗的能量上限
    • i 能量窗编号
    • Wij 第i个能量窗和第i个问题栅元的权重下限
slide138
权重窗参数
  • WWP: n WUPN WSURVN MXSPLN MWHERE SWITCHN MTIME
    • n 粒子类型
    • WUPN 权重上限与下限之比[5]
    • WSURVN 幸存权重与权重下限[0.6×WUPN]之比
    • MXSPLN
      • 粒子分离数的上限[5]
      • 1/MXSPLN 轮盘赌胜率的下限
    • MWHERE 检查权重窗的地点 [0]
      • -1 仅在碰撞处
      • 0 碰撞处和表面
      • 1 仅在表面
slide139
权重窗参数
  • WWP: n WUPN WSURVN MXSPLN MWHERE SWITCHN MTIME
    • SWITCHN 在何处找到权重下限[0]
      • -1 从外部的WWINP文件
      • 0 从WWNi卡
      • >0 为SWITCHN除以粒子所在栅元的重要性
      • 通常使用SWITCHN>0
    • MTIME WWE卡上的权窗类型 [0]
      • 0 能量
      • 1 时间
slide140
权窗产生器
  • MCNP自动产生优化后的权窗
  • 权窗的产生是为了提供相对于特定栅元(源栅元)的特定计数
  • 产生的权窗可以基于栅元,也可以基于几何形状重叠的网格
  • 结果写入文件中以给WWP卡作参考[SWITCHN=-1]
slide141
权窗产生器
  • WWG It Ic Wg J J J J IE
    • It:对于优化问题的计数号
    • Ic:权窗的参照栅元
      • >0 问题栅元号
      • 0 网格产生器
    • Wg:参照栅元Ic的权窗下限值
      • 0 取值为平均源权的一半
    • J:不使用
    • IE:切换能量(0)和时间(1)
slide142
网格产生器
  • MESH mesh variable=specification
    • GEOM
      • xyz,rec 直角坐标
      • rzt,cyl 柱坐标
    • REF 参考点的x,y,z坐标
    • ORIGIN MCNP几何中多重网格的x,y,z坐标
    • AXS 园柱网格的轴方向向量
    • VEC 定义的向量,沿AXS方向, 平面角θ=0
  • 网格的边界应该在问题几何之外
  • 详见3-44
slide143
网格产生器
  • MESH mesh variable=specification
    • IMESH, JMESH, KMESH:在(x,y,z)或者(r,θ,φ)方向上的网格点的近似位置
    • IINTS, JINTS, KINTS:在(x,y,z)或者(r,θ,φ)方向上的网格点之间的精确距离
  • 网格的边界应该在问题几何之外
  • 详见3-44
slide144
指数变换
  • EXT: n A1 A2 … Ai … AI
  • VECT Va Xa Ya Za … Vb Xb Yb Zb
    • n 粒子类型
    • Ai 第I个栅元的数据项,格式为QVC
      • Q=0:不进行变换
      • Q=p:0<p<1,固定的拉伸参数
      • Q=S:p=Σa/Σt, Σa是俘获截面
    • I 问题的栅元数
    • a,b 标记矢量Va,Vb的序号
    • Xa Ya Za 定义矢量Va的三个一组的坐标
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强迫碰撞
  • FCL: n x1 x2 … xi … xI
    • n 粒子类型
    • xi 第i个栅元的强迫碰撞控制参数; | xi|≤1
      • 如果| xi|<1,对碰撞粒子用幸存概率| xi|做轮盘赌
    • I 问题的栅元总数
  • 当粒子进入强迫碰撞的栅元时,在表面上将不做权窗处理
    • xi<0,只作一次强迫碰撞
    • xi>0,强迫碰撞重复进行直至粒子被杀死
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源偏倚
  • SBn option B1 B2 … Bk
  • SBn f a b
    • n 分布号
    • option 与SPn卡相同
      • 空格: H或者L分布的箱概率,A分布的概率密度
      • D: H或者L分布的箱概率
      • C: H或者L分布的积累箱概率
      • V: 对于栅元分布
        • 概率与栅元体积成正比(乘以Pi)
    • Bi 源变量概率
    • f 内部函数识别符
    • a,b 内部函数输入参数
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基本的源偏倚
  • 能量偏倚
    • SDEF ERG=D1

SI1 0 1 2 3 4 5

SP1 0 1 2 1 2 1

SB1 0 1 1 1 1 10

  • 方向偏倚
    • SDEF VEC=1 0 0 DIR=D2

SI1 -1 0 1

SP1 0 1 1

SB1 0 1 5

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偏倚内部函数
  • 没有偏倚,通常不给出SI卡
  • SI卡可以用来提供偏差
  • MCNP近似函数列出了高达300个等概率箱
  • SDEF ERG=D1

SP1 -5 a

SI1 0.005 0.1 20

SB1 C 0 0.5 1

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点和环形探测器
  • Fn5:p x y z ±R0
  • Fn5a:p a0 r ±R0
    • n5 以5结束的计数号
    • p 粒子类型
    • R0 探测点处邻域球半径,正号表示以cm为单位,负号表示以平均自由程为单位
    • 点探测器
      • X Y Z 点探测器的位置
    • 环探测器
      • a 定义探测器轴的字母x,y或z
      • a0 环平面在相应对称轴上的截距
      • r 环半径
dxtran
DXTRAN球
  • DXT:n x1 y1 z1 RI1 RO1 … x5 y5 z5 RI5 RO5
    • n 粒子类型
    • xi yi zi 第I个球心位置
    • RI1 第I个球壳内半径
    • RO1 第I个球壳外半径
  • 内球应该包括所感兴趣或关心的区域
  • 外球应该包括分散到感兴趣区域的相邻区
  • DXTRAN球必须不重叠
slide151
加快MCNP运行
  • 点探测器和DXTRAN球增加了计算机对每一代粒子的计算时间
    • 计算从每次碰撞到探测器或者球形区域的平均自由程
  • 某些栅元的所有贡献可能都是不重要的
  • 所有栅元的某些贡献可能都是不重要的
slide152
栅元的忽略
  • PDn P1 P2 … Pi … PL
  • DXCm:q P1 P2 … Pi … PL
    • n 计数号
    • m DXTRAN球号
    • q 粒子类型
    • Pi栅元I对探测器贡献的概率
  • 栅元I给探测器n或者DXTRAN球m的贡献只由概率Pi来判断,作为计数时乘以权重1/Pi
slide153
权重的忽略
  • DDn k1 m1 k2 m2 …
    • n 探测器或者球
      • 1 用于中子的DXTRAN球
      • 2 用于光子的DXTRAN球
      • 其它 计数号
      • 空白 对探测器和DXTRAN球缺省处理
    • ki 用于判断轮盘赌(缺省值:0.1)
    • mi 用于控制对大贡献计数的诊断输出(缺省值:1000)
  • 加速计算
  • 指出大贡献的来源
slide154
DDn(探测器诊断)卡的轮盘赌
  • 如果ki>0
    • 前200个贡献不受影响
    • 计算每个历史的平均贡献
    • 如果每个历史的贡献小于ki倍平均贡献,实施轮盘赌
  • 如果ki<0
    • 如果贡献小于|ki|,实施轮盘赌
  • 如果ki=0
    • 不作轮盘赌
slide155
DDn(探测器诊断)卡的输出
  • 如果ki≥0
    • 前200个贡献不受影响
    • 计算每个历史的平均贡献
    • 对于前100个历史,如果贡献大于mi倍平均贡献,打印诊断输出
  • 如果ki<0
    • 对于前100个历史,如果贡献大于mi |ki|,打印诊断输出
slide156
MCNP中约简的策略
  • 通过不同约简而获得最佳技巧和参数是比较难的
    • 用来计数的粒子有什么特殊性?
      • 方向,能量,碰撞地点
    • 什么技巧能够增加特殊粒子的数目?
    • 使用此技巧需要那些参数?
      • 宁少勿多
    • 通过短暂运行MCNP来判断约简的效率
slide157
MCNP教程
  • 简介
  • 输入文件基础
  • 几何描述
  • 源的描述
  • 计数描述
  • 材料,物理成分和数据
  • 高级计数描述
  • 高级几何描述
  • 各种简化
  • 临界问题
slide158
MCNP处理临界问题
  • 基本临界设置
  • 理解临界问题的输出
  • 实时绘图
slide159
调用临界模式
  • KCODE NSRCK RKK IKZ KCT

MSRK KNRM MRKP KC8 ALPHA

    • NSRCK:每次迭代的源大小
    • RKK:keff得初始尝试值
    • IKZ:开始计数之前跳过的迭代次数
    • KCT:总的迭代次数
    • MSRK:提供储存的源点数
    • KNRM:归一化计数的方法,0代表按权重计数,1代表按粒子计数
    • MRKP:keff值的储存
    • KC8:总数和平均计数,0代表全部,1代表有源循环
    • ALPHA:alpha的强加值
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定义初始裂变源
  • KSRC X1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 …
    • Xi Yi Zi 初始源点的位置
  • 这个卡可以包含多达NSRCK组源点
    • 至少一个点在裂变材料区域中
    • 将会按需要取样以产生NSRCK个中子
  • 能量取样自Watt裂变谱
  • 可以用SRCTP文件或者SDEF通用源卡代替KSRC卡
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临界输出
  • 在运行过程中,MCNP允许你在每一代中子跟踪keff的值
  • 输出文件在每一代包含更详细的信息
    • 3个原始的keff估计值
    • 3个成对(pair-wise)的keff估计平均值
    • 一个三种情况下(three-way)的keff估计平均值
    • 2个原始τr估计值
    • 1个成对方式(pair-wise) 或三种情况(three-way)的τr估计平均值
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keff的准确值
  • 三种方式的keff估计平均值是推荐的准确值
  • 如果有任何疑问,MCNP将在输出文件中用方框标注说明
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输出:对结果进行改进的提示
  • 图表给出了keff的值及置信区间与代的函数关系
  • 给出了前半部分与后半部分keff结果的比较
  • 用图表和数据说明了在循环次数总数一定时,跳过不同迭代次数对计算结果的影响