课程设计基于MCNP的辐射屏蔽仿真与计算

1、南华大学核科学技术学院2010级课程设计（报告）核工程与核技术课程设计(报告)题 目 基于MCNP的辐射屏蔽仿真与计算 学院名称 核科学技术学院 指导教师 职 称 讲 师 班 级 核工102班 学 号 学生姓名 目 录概述11设计项目名称11.1 问题描述31.2几何描述41.3 源描述51.4 其它数据说明51.5 运行与结果62 设计项目名称72.1 问题描述72.2几何描述82.3 源描述92.4 其它数据说明92.5 运行与结果103 设计项目名称113.1 问题描述113.2几何描述123.3 源描述133.4 其它数据说明133.5 运行与结果144 设计项目名称154.1 问题描

2、述154.2几何描述164.3 源描述174.4 其它数据说明174.5 运行与结果185 设计项目名称195.1 问题描述195.2几何描述205.3 源描述215.4 其它数据说明225.5 运行与结果23心得体会总结271.1问题描述试对下面描述的问题进行5000个中子，250次循环的临界计算。1 如下图所示，中间黑色部分为Pu 239(100%)圆筒，外围包着的是天然U反射层，初始燃料源处于(3.5, 0, 0)点。1.2几何描述PX视图PY视图PZ 视图1.3材料及数据说明：Pu: 15.8g/cc Plutonium cylinder : radius=4.935cm height

3、=6.909cmU: 18.8g/cc含量 ：238 99.2745 235 0.72 Uranium reflector thickness : 5.0 cm Uranium reflector height : 6.909cm1.4程序描述C Cell Cards *1 1 -15.8 -1 2 -3 imp:n=1$Pu2 2 -18.8 -1 2 3 -4 imp:n=1$U3 0 #1 #2 imp:n=0$outspaceC Surface Cards *1 pz 5.9092 pz -13 cz 4.9354 cz 9.935C Data Cards *C Material Da

4、ta Cardsm1 94239.60c 1m2 92238.60c 9.92745E-1 92235.60c 7.2E-3c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 11.5运行结果2.1问题描述2如下图所示，中间黑色部分为Pu 239(100%)圆筒，外围包着的是天然U反射层, 初始燃料源处于(3.5, 0, 0)点。2.2 材料及数据其数据如下：Pu: 15.8g/ccU: 18.8g/cc原子百分比 ：238 99.2745 235 0.722.3几何描述PX视图PY视图PZ视图2.4程序描述C Cell Cards *1 1 -15.8 -1 2 -3

5、imp:n=1$U2 2 -18.8 -4 5 -6 #1 imp:n=1$Pu3 0 #1 #2 imp:n=0$outspaceC Surface Cards *1 pz 5.9092 pz -13 cz 4.9354 pz 10.9095 pz -66 cz 9.935C Data Cards *C Material Data Cardsm1 94239.60c 1m2 92238.60c -0.992745 92235.60c -0.0072c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 12.5运行结果3.1问题描述3. Exercise 3 is a ba

6、re (unreflected) UO2F2 solution cylinder.The weight percent of 235U in the uranium is 4.89 %. The solution has a radius of 20.12 cm and a height of 100.0 cm. An aluminum tank with a thickness of 0.1587 cm on the sides and bottom, and a height of 110.0 cm contains the solution. There is no lid on the

7、 tank. The region from the top of the solution to the top of the aluminum tank is void. The data for this problem follows:3.2材料及数据溶液密度：0.096586 atoms/b-cm 铝密度：2.7g/cc溶液原子百分比：H1: 5.7058e-2，O8:3.2929e-2， F9: 4.3996e-3， U238 2.0909e-3U235 1.0889e-4初始燃料源位置（0 0 50）3.3几何描述PX视图PY视图PZ视图3.4程序描述C Cell Cards *

8、1 1 9.686E-2 -2 3 -5 imp:n=1$RY2 2 -2.7 (-1 3 5 -6):(-3 4 -6) imp:n=1$Al3 0 #1 #2 imp:n=0$outspaceC Surface Cards *1 pz 1002 pz 903 pz -104 pz -10.15875 cz 20.126 cz 20.2787C Data Cards *C Material Data Cardsm1 1001.60c 5.7058E-2 8016.60c 3.2929E-2 9019.60c 4.3996E-3 & 92238.60c 2.0909E-3 92235.

9、60c 1.0889E-4m2 13027.60c 1c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 13.5运行结果4.1问题描述4Exercise 4 consists of two identical U(93.4)O2F2 solution cylinders inside a water tank. Assume the water reflector density is 1 g/cc and has a minimum thickness of 20 cm except on one side of the first cylinder where th

10、e thickness is only 10 cm. The height of the water is at the top of the open aluminum containers. The data for this problem is:初始燃料源位置：（0 0 35），（ 17 0 35）4.2几何描述PX视图PY视图PZ视图4.3程序描述C Cell Cards *1 1 9.9605E-2 -2 3 -10 imp:n=1 $fuel2 2 -2.7 (-1 3 10 -11):(-3 4 -11) imp:n=1 $container 3 0 -1 2 -10 imp:

11、n=04 like 1 but trcl=(17 0 0) imp:n=1 $fuel5 like 2 but trcl=(17 0 0) imp:n=1 $container6 like 3 but trcl=(17 0 0) imp:n=0 7 3 -1 -1 5 -6 7 -8 9 #1 #2 #3 #4 #5 #6 imp:n=1 $water 8 0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 imp:n=0 $spaceC Surface Cards *1 pz 902 pz 80.23 pz 10.154 pz 105 pz -106 py 26.57 py -26.58 px 4

12、3.59 px -16.510 cz 6.3511 cz 6.5C Data Cards *C Material Data Cardsm1 1001.60c 6.2210E-2 8016.60c 3.3621E-2 9019.60c 2.5161E-3 & 92238.60c 8.2051E-5 92235.60c 1.1760E-3m2 13027.60c 1m3 1001.60c 2 8016.60c 1c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 14.4运行结果5.1问题描述5Exercise 5 is a 3x2 array of plutoniu

13、m nitrate solution cylinders. Plutonium nitrate solution is contained in six stainless steel cylinders with a 10 cm surface separation between tanks. The data for this problem are:铁，铬，镍的同位素在材料中的原子百分比为：24050 7.195e-4 24052 1.38589e-224053 1.5713e-3 24054 3.903e-426056 3.704e-3 26056 5.80869e-2 26057

14、1.342e-3 26058 1.773e-428058 4.432e-3 28060 1.7069-328061 7.42-e5 28062 2.363e-4 28064 6.05e-5初始燃料源位置为：（0 0 19.62） （35.58 0 19.62） （71.16 0 19.62）（0 35.58 19.62）（35.58 35.58 19.62）（71.16 35.58 19.62）5.2几何描述PX视图PY视图PZ视图5.3程序描述c cell cards*1 0 -1 2 -5 imp:n=02 1 9.927e-2 -2 3 -5 imp:n=13 2 8.636e-2 (-

15、1 3 5 -6):(-3 4 -6) imp:n=14 0 #1 #2 #3 #11 #12 #13 #14 #15 #16 #17 #18 #19 #20 #21 #22 #23 #24 #25 imp:n=011 like 1 but trcl=(0 35.58 0) imp:n=0 12 like 2 but trcl=(0 35.58 0) imp:n=1 13 like 3 but trcl=(0 35.58 0) imp:n=1 14 like 1 but trcl=(35.58 0 0) imp:n=0 15 like 2 but trcl=(35.58 0 0) imp:n=

16、1 16 like 3 but trcl=(35.58 0 0) imp:n=117 like 1 but trcl=(35.58 35.58 0) imp:n=0 18 like 2 but trcl=(35.58 35.58 0) imp:n=1 19 like 3 but trcl=(35.58 35.58 0) imp:n=120 like 1 but trcl=(71.16 0 0) imp:n=0 21 like 2 but trcl=(71.16 0 0) imp:n=1 22 like 3 but trcl=(71.16 0 0) imp:n=123 like 1 but tr

17、cl=(71.16 35.58 0) imp:n=0 24 like 2 but trcl=(71.16 35.58 0) imp:n=1 25 like 3 but trcl=(71.16 35.58 0) imp:n=1c surface cards*1 pz 1022 pz 39.543 pz 0.34 pz 05 cz 12.496 cz 12.79c data cards*c material data cardsm1 1001 6.0070E-2 8016 3.6540E-2 7014.60c 2.3699e-3 94239.60c 2.7682e-4 94240.60c 1.22

18、14e-5 94241.60c 8.3390e-7 94242.60c 4.5800e-8m2 24050.60c 7.195e-4 24052.60c 1.38589e-2 24053.60c 1.5713e-3 24054.60c 3.903e-4 26056.60c 3.704e-3 c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 19.62 35.58 0 19.62 71.16 0 19.62 0 35.58 19.62 35.58 35.58 19.62 71.16 35.58 19.625.4运行结果MCNP学习心得三周六节课的课程设计结束了，在这个过程中我受益匪浅。能够运用MCNP进行简单的堆芯模拟运算，并且能够读懂较复杂的堆芯布置描述语句。然而，要真正掌握MCNP，还有很长的路要走。学习过程中遇到了很多疑问，通过自己的思考和同学交流过程，逐步解决了一些问题。同时，查阅资料过程中进一步掌握所学知识并探索到一些新的知识点。另外，联系到大学所学的专业课程，实际的设计过程是对其一个很好的检验。例如，怎样将所学的编程语言知识和MCNP的程序卡联系起来，只要学习了编程语言，这些抽象的数字会成为简洁的描述方式，用起来得心应手，会变成形象的过程。这个过程应该是真正把知识用于实践，对于提高实践能力又是一个很好的历练过程。从另一个角度来看，此次学习和