关于中子蒙卡模拟的MCNP快速入门.doc

MCNP快速入门 你将能做到如下工作： 理解一个MCNP 输入文件； 编写并运行一个简单的临界问题； 理解从MCNP输出文件中得到Keff。 MCNP输入文件的格式 MCNP输入文件描述了问题的几何构造，定义了材料和源，并限定了从计算中期望获得的结果。通过定义栅元可完成几何构造，而栅元一般是由一个或多个面围成的，它可有材料填充，也可真空。 MCNP输入文件有三个主要部分：栅元卡、曲面卡及数据卡。另外，在栅元卡之前可有一行标题。注意：在这个文件以及MCNP手册中“卡”是输入的一行文字，这一行最多有80个字符。一个部分应包括一个以上的卡。表1-1展示了输入文件的格式。 标题卡 栅元卡 …… 空行 曲面卡 …… 空行 数据卡 …… 空行中止（可选） 表1-1MCNP输入文件格式 1.2.A 标题卡 标题卡是MCNP输入文件的第一个卡，它经常包含一些所要模拟的问题的信息。这一卡片最多只能有80个字符，并在MCNP输出文件中多处都有呼应；另外，它还可作为区分输入文件的标志。 1.2.B 普通卡片的格式 每部分的卡片可任意排列，字符大小写均可。MCNP使用空行来将三个部分分开。 栅元、表面和数据卡的格式是一样的。写输入文件时，应在前五列（前5个字符）写入栅元号、表面号和数据卡号。注意：输入的字符数不能超过80个（每行允许的字符数最大为80个）。我们可以用以下几个特殊的字符用来注释或卡延续（card continuation）。 1.2.C 栅元卡 标题卡之后紧跟着栅元卡，二者之间没有空行分隔符。栅元用来定义物理空间的材料体积和形状。栅元卡的格式如下： j m d geom. params j=栅元编号，在1~5列填写。 m=材料编号（0代表真空）。 d=栅元材料密度： 真空此项不填。 正值=原子密度。 负值=质量密度。 Geom=列举了定义栅元的曲面号和布尔操作符（由曲面构成的空间）。 Params=可选栅元参数 栅元号j是从1到99999的整数。而材料号m同样也是从1到99999的整数，其中，m决定了栅元是由何种材料填充的。材料的成分是在数据卡中定义的。当d为正值时，表示原子密度，而d为负值时，表示质量密度。Geom-几何参数包括曲面号和布尔操作符，它描述了空间是如何由曲面围成的。另外，可选参数params可让栅元参数在栅元卡定义，而不用在数据卡定义。例如，例子重要性（imp：n）代表了中子的相对中子重要性。也可在数据卡说明imp：n来代替栅元卡的中的说明。 表1-2是一个栅元卡的例子。注释卡（可选）在第一列由C标示，C后跟一个空格和注释。第二行是栅元号4，其后跟着材料号（1）和材料密度（1.234e-3）。因为1.234e-3是正数，所以材料1的密度单位是靶/立方厘米。-2表明栅元4仅有曲面2围成，而曲面2要在曲面卡定义。曲面号之前的负号表明了栅元4是相对于表面2的内部区域。 C cell card 4 1 1.234e-3 -2 imp：n=1 表1-2 栅元卡例子 1.2.D 曲面卡 曲面卡的格式是： j a list j=曲面编号，在1-5列填写，集合为1-99999。 a=曲面助记符。（平面p、圆形r、圆柱c等） list=描述曲面的参数（如尺寸，半径等，单位：厘米）。 表1-3是曲面卡的一个例子。这个曲面的编号为1。助记符cz定义了一个以z为轴的无限长圆柱，其半径是20.0cm。$是数据终止符，其后跟的内容是注释，注释为使用者提供了详细的信息。 1 cz 20.0 $infinite z cylinder 表1-3 曲面卡例子 1.2.E 数据卡 数据卡同栅元卡、曲面卡的格式是一样的。必须在1~5列写入数据卡名。在输入的数据和数据卡名之间至少有一个空格间隔。对于临界分析来说，定义临界计算源和材料卡是最重要的。MCNP有三种数据卡（可参考MCNP手册第三章）。所有的临界计算都必须有一个kcode卡。如下是kcode卡的格式： kcode nsrck rkk ikz kct kcode=临界计算卡名，在1~5列填写。 nsrck=每次循环（cycle）的中子数。 rkk=Keff的初始估计值。 ikz=在积累数据前跳过的循环数。 kct=要运行的循环总数。 表1-4是kcode卡的一个例子。这个例子每次循环要运行5000个中子，其Keff初始估计值为1.0。程序一共要运行250个循环，在开始Keff数据积累前要跳过50个循环。 kcode 5000 1.0 50 250 表1-4 kcode卡实例 临界问题经常使用ksrc卡来定义初始裂变的空间分布。在下一章我们将介绍定义裂变源位置的其他方法。表1—5是ksrc卡的格式。裂变源点的位置用坐标系（X