MCNP 4B教程 - 图文

MCNP 4B 教程

13. PDn-探测器贡献卡

格式：PDn：P1 P2 ---Pi ---Pl n:计数类型号

Pi ：栅元i对探测器贡献的概率 l：问题的栅元总数

若没有此卡，则Pi=1。PDn卡是一个选择卡，也可考虑使用DD卡。见3-89页。

PDn卡减少对给定探测器相对不大重要的栅元对探测器计数的贡献，节省了计算时间。在栅元i的每次碰撞，将以概率Pi判断它是否对探测器作记数。为保证结果无偏性，当判断它作记数时，原有的记录值将乘上修正因子1/Pi，Pi=0的栅元除外。用户可对离探测器较远（以平均自由程计）的栅元置Pi小于1。这样便可提高运行速度。也可以将某些栅元的Pi值置为0，有选择地遏制了这些栅元对探测器的贡献。

此卡有一个很好的用处，即对几个完全一样的探测点，给出不同的PDn卡，便可将各个栅元对该探测器的贡献区分出来。

此卡的缺省值Pi=1，但对所有的计数，使用PD0卡建立一组缺省的概率值以改变原来的缺省值。但这些缺省值又可被在PDn卡上填写的值所代替。

14. DXC- DXTRAN贡献卡

格式：DXCm：n P1 P2----Pi----Pl

m:DXC卡提供DXTRAN球，如果是0或缺省，DXC卡提供问题中所有的DXTRAN球。 n: N 为中子，P为光子,电子无效。 Pi：栅元i对DXTRAN球贡献的概率。 l： 问题的栅元总数 缺省：缺省此卡，Pi为1。 使用：此卡是选择卡，也可考虑使用DD卡，DXC卡的作用类似于PDn卡，但它是用于对DXTRAN球的贡献。

15. BBREM-韧致辐射偏置卡

格式：BBREM b1 b2 b3…b49 m1 m2…mn b1为任何正值（当前不用） b2…b49为韧致辐射光谱的偏置

m1…mn为列出那一个偏置材料被调用 缺省：无缺省值 使用：可以选择。 韧致辐射过程产生大量低能量光子，但是高能亮光子才是应该被更加注意的。一个增加产生高能量光子轨迹的办法是韧致辐射光子抽样向可利用更大部分的电子能量方向施加偏置。

例如： BBREM 1. 1. 46I 10. 888 999

的偏置将逐步增加韧致辐射光子抽样运送特殊电子能量部分。是从被给事件中的最低电子能量到最高电子能量。这个偏置将提供材料888和999中的每个韧致辐射光子抽样，另外材料的抽样则不进行偏置。偏置因素被一种与材料和电子能量有关的代码方式规范化。所以虽然光子在不同区域的权重调整率是已知的。但在任何区域中实际的光子生产数目却不容易预测。 因为在较高能量下有许多光子轨迹产生，则上面这些问题重韧致辐射产生的光子总数将会增大。则由光子引起的次级电子也有较高能量，因此要比它们在低能态时产生更多的韧致辐射轨迹。这些重叠的光电子数目将使问题运行的更慢。所以高能区更好的抽样与运行时间的多少是相乘的。在第二章，有更多的关于韧致辐射能量偏置图的详尽说明。

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D. 源的描述

对每一个要计算的MCNP问题都要从这四种源：通用源（SDEF卡），曲面源（SSR卡），临界源（KCODE卡）或者用户提供源（没有SDEF，SSR及KCODE卡）中选取一个。

除了临界源之外，其它几个源都可使用源分布函数，这些分布函数是在SIn.SPn,SBn,及DSn卡上指定。

下面是说明源的卡片

助记符（1-5列） 卡片类型 SDEF 通用源 SIn 源的信息 SPn 源的概率 SBn 源的偏倚 DSn 相关的源 SCn 源的注释 SSW 写曲面源 SSR 读曲面源 ..

KCODE 临界源 KSRC 源的一些点

在一些情况下MODE卡也作为源描述部分来说明从源出发粒子的隐含类型。

源对所产生的每一个粒子，必须定义下面的MCNP变量的值： ERG 粒子能量（Mev）

TME 粒子初始的时间（刹） UUU，VVV，WWW 粒子飞行方向 XXX，YYY，ZZZ 粒子位置 IPT 粒子类型； WGT 粒子权重

ICL 发射粒子的栅元

JSU 发射粒子的曲面，如果发射点不在曲面上，JSU=0 如果对点探测器或者DXTRAN球的问题还必须定义另外一些变量。*在特别事件中，*ERG有不同的含义。如果在MGOPT卡上有一个负的IGM，这将被指定为特殊的光电子增繁问题。SDEF卡上的ERG被解释为一个能量区间号。

1. SDEF-通用源卡

格式：SDEF 源变量=说明----需求问题用通用源，选择问题用临界源。

这里的等号是选择的。这里的源变量和MCNP中的必须设置的源变量不太一样。这里的源变量有许多是中间量用于控制最后变量的抽取。所有源变量都有缺省值。一个源变量说明有下列三种形式之一：

1）显值

2）在一个分布号前面加一个D

3）在另一个变量前面加一个F，后面跟着在前面有D的一个分布号。Var=Dn意味着从分布n抽取源变量Var的值，Var Fvar’ Dn表示源变量Var从分布n抽取，并且与变量Var’有关，仅允许一级相关。每一个分布仅用于一个源变量。

把上述的形式解释为三级源描述。当一个源变量有一个显值或者缺省（例如，单能）或者一个缺省分布（例如，各向同性角分布）时，第一级存在。当用一个概率分布给出一个源

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变量时，第二级出现。这个级要求SI SP卡或者其一。当一个变量与另一个变量有关时，第三级出现，这个级要求DS卡。

MCNP按照特殊问题的需要所建立的顺序抽取源变量。在抽取一个变量之后，必须抽取与它相关的每一个变量。如果一个变量的值影响另一个变量的缺省值或者影响抽取这个变量的范围，如SUR影响DIR变量，则必须按正确的顺序抽取这些变量。在MCNP中用于建立抽样顺序的方式是复杂的，并且这种方式也不是总有效的，如果失败了，将打印信息。在这种情况下，使用显值或者使用分布代替有关的缺省值。

由MODE卡确定粒子的类型。MODE N和MODE N P卡的粒子类型是中子，MODE P卡粒子的类型是光子。

表2综述源变量并列出它的缺省值.

表2 源变量

变量名 意义 缺省值

CEL 栅元 由XXX，YYY，ZZZ确定或者由UUU，VVV，WWW确定 SUR 曲面 零（意味着是栅元源） ERG 能量（Mev） 14Mev TME 时间（刹） 0

DIR μ，μ是VEC和（UUU， 体源：μ是在-1～1均匀抽取（各向同性）； VVV，WWW）之间的角度 面源：由余弦分布P（μ）=2μ抽取μ。

o

余弦（方位角在0～

o

360上均匀抽取）

VEC DIR的参考矢量 体源：除各向同性外，都要求此卡。

面源：垂直于带有由NRM确定的符号的曲面的矢量。 NRM 曲面法线的符号 +1

POS 抽样位置的参考点 0，0，0 RAD 抽样位置离开POS或者离开 0 AXS的径向距离

EXT 栅元源：沿着AXS离开POS的 0 距离；

曲面源：离开AXS的角度余弦。

AXS EXT和RAD的参考矢量 没有方向 X 抽样位置的X坐标 无X Y 抽样位置的X坐标 无Y Z 抽样位置的Z坐标 无Z

CCC Cookie-Cutter栅元 无Cookie-cutter栅元

ARA 曲面的面积（仅对平面曲面源 计算面积，或者如果不计算，将ARA置1。 对点探测器直接贡献才要求此卡 WGT 粒子权重 1 EFF 舍取抽样位置的有效指标 .01

PAR 特殊类型源 1 MODE N或N P或N P E为中子 2 MODE P或P E为光子 3 MODE E为电子

WGT和EFF适用于其它源变量不同，它必须是一个数值，不允许是一个分布。PAR的允许值1是中子，2是光子，3是电子。缺省的是MODE卡上符合缺省或实际输入的三个之中最小的一个。在通用源中只允许有一种粒子。大部分源变量是标量。VEC、POS及AXS是矢量。

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一个源变量要求一个值，如在SDEF、ST或者DS卡上那样，一般来讲就单个一个数就够了，但是VEC、POS及AXS必须是三个数为一组，即矢量的x,y和z的分量。

用源变量SUR、POS、RAD、EXT、AXS、X、Y、Z，及CCC的各种组合以确定源粒子初始位置的坐标（x,y,z）。用这些变量可以指定三种不同类型的体分布及三种不同类型的曲面分布。这些分布的退化形式是线源及点源。使用SIn及DSn卡上的S选择，组合几个简单的分布能够近似比较复杂的一些分布。

三个体分布是长方体、球以及圆柱。对一个体分布SUR的值为0（缺省值）。

在SDEF卡上有CEL变量时，就能够用体分布在一个栅元内均匀抽样。指定一个完整包围一个栅元的长方体、球或柱区域，并在这个体上均匀抽取位置。如果抽取的点在这个栅元内，则这个点被接受。否则舍弃这个点，再重新抽取另一个点。如果使用这个技巧（栅元舍弃），必须确保抽样区域含有这个栅元的每部分，因为MCNP对这方面没有检查的方法，使用后面描述的Cookie-cutter舍弃代替栅元舍弃或者和栅元舍弃联合。

用变量X、Y及Z指定一个长方体的体分布，如果这三个变量都是常数，即长方体分布的一种退化情况——定义一个点源。因此给出SDEF卡上的右边X，Y，Z这三个变量的值就可以指定单个点源。如果一个问题有几个源点，对每个点使用退化的球分布是比较容易的。长方体分布的其它退化情况是一个线源及一个直角平面源。当栅元近似于长方体时，长方体分布是栅元舍弃技巧的一个有效形状。当栅元是一个长的薄板时，圆柱体分布是比较好的。然而，有一个限制，即栅元的面要垂直于坐标轴。

用变量POS及RAD指定一个球的体分布。X，Y，Z及AXS不必指定或者把这个体分布认为是一个长方体或者圆柱分布。矢量POS的抽样值定义为球的中心。RAD的抽样值定义为从该球的中心到粒子抽样位置的距离。然后在半径为RAD的球面上均匀抽取粒子的位置。如果RAD是一个a=2的幂函数分布则得到在一个体内均匀抽样。在这种情况下a=2是缺省值。一个球的体分布多用于在两个球面之间的体上均匀抽样。在SIn卡上指定RAD的两个半径，并按缺省得到SPn –21 2这样一个卡片。如果没有指定RAD，其缺省值是0。这是很有用的一种方式，因为RAD=0则指定了在POS位置上的一个点源。这样对一个在SIn卡上具有L的POS分布是指定一个问题的一组点源的最容易方法。

用变量POS、AXS、RAD及EXT指定一个圆柱体分布。圆柱的轴沿着AXS方向通过点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。圆心在这个圆柱的轴上。这个圆位于在离开POS的一定距离上垂直于AXS的一个平面上，这个距离是EXT的抽样值。圆柱分布常常用于圆柱壳体内的均匀抽样。在SIn卡上填写圆柱两端离开POS的EXT距离，并在SIn卡上填写RAD的内半径及外半径。按缺省值提供两个EXT之间的均匀抽样及两个RAD之间的幂函数抽样，a=1的RAD给出体内均匀抽样。一个有用的退化情况是EXT=0，这种情况提供平面上一个圆对称的源。

注意：没有一种退化体分布在一个与几何问题的规定曲面有关的方法中应用。甚至一个在栅源内部展开的界定曲面也能引起很大的困难，如果可能的话，用一个曲面分布代替，否则，移到一个与曲面有一段距离的位置，它不会造成任何明显差别。

对一个曲面分布，变量SUR的值不为0。如果指定X，Y及Z，它们的抽样值确定粒子的位置。但在这种情况下必须确保这个点在这个曲面上，因为MCNP不做检查。如果没有指定X，Y及Z，则在SUR曲面上抽取这个位置。曲面的形状确定抽取位置的方法。曲面的形状可以是椭球、球或者平面。栅元舍弃抽样在这里还适用。但是使用Cookie-cutter 舍弃能够做栅元舍弃要做的任何事情。圆柱体分布必须要被指定为退化体分布。

如果SUR的值是椭球曲面的名字，则在这个曲面上按面积均匀抽取粒子的位置。椭球体是一个椭圆绕它的轴旋转而成或这种意义的椭球轴必须平行于一个坐标轴。目前还没有提供有关椭球曲面的简单的不均匀抽样或者偏倚抽样。可以使用一些Cookie-cutter栅元分布的

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