常用蒙特卡罗程序介绍2489506775

1、1.蒙特卡罗方法应用软件的特点蒙特卡罗方法应用软件的特点2.常用的通用蒙特卡罗程序简介常用的通用蒙特卡罗程序简介3.MCNP程序输入的描述程序输入的描述4.例子例子(3)减方差减方差MCNP运用以下卡片来减小方差：助记符卡片类型IMP栅元重要性ESPLT能量分裂和俄国轮盘赌PWT次级光子权重EXT指数变换VECT方向矢量定义FCL强迫碰撞助记符卡片类型WWE权重窗的能量或时间间隔WWN权重窗的边界WWP权重窗的参数WWG权重窗生成器WWGE权重窗生成器的能量或时间间隔MESH分层重要性网格权窗生成器PD探测器贡献DXCDXTRAN贡献BBREM韧致辐射偏倚因子IMP或WWN卡之一是必须的，其它

2、卡片是可选的。I.IMP 栅元重要性卡格式： IMP:nx1 x2 xi xI n 中子为 N，光子为 P，电子为 E。 N, P 、 P, E 或 N, P , E 也是允许的，如果它们的值相同。xi 栅元 i 的重要性，i 1，2，II 问题中的栅元总数。缺省：在一个MODE N P 问题中，若省略了IMP:P卡，则所有栅元的光子重要性都置 1，除非其中子重要性为零，这时其光子重要性也为零。栅元重要性卡用于输入各个栅元的重要性。零重要性可以用来终止粒子的历史。IMP 卡是必须的，除非用了WWN卡。例： IMP:N1 2 2M 0 1 20R 表示栅元1的中子重要性为1，栅元2为2，栅元3为

3、4，栅元4为0，栅元5至25为1。此时如果一个粒子从栅元2进入栅元3，则粒子分裂为两个粒子，每个粒子权重为原来的一半。若粒子从栅元3进入栅元2，则以50的概率进行俄国轮盘赌终止粒子的历史，如果未能终止，则粒子的权重加倍。 如果粒子进入“0”重要性栅元，则粒子被杀死。 如果粒子进入真空栅元，则即不分裂也不终止，然而，当粒子离开真空进入一个非真空栅元时，则要根据其重要性比值的增减进行分裂或俄国轮盘赌。II. ESPLT 能量分裂和俄国轮盘赌卡格式： ESPLT:nN1 E1 N2 E2 N5 E5 n 中子为 N，光子为 P，电子为 E。Ni 粒子分裂的轨迹数。Ei 发生分裂的能量（MeV）。缺省

4、：省略此卡则不进行能量分裂。该卡用于进行能量分裂和俄国轮盘赌。该卡可用能量权窗来代替。 该卡最多可输入5对参数。Ni 可以不是整数，也可以是一个在0和1之间的数，此时要进行的是俄国轮盘赌，该值为其存活概率。 当粒子能量降至Ei 以下时，进行分裂或俄国轮盘赌。当粒子能量升至Ei 以上时，则进行相反的动作（Ni 0 时，这种情况不进行动作）。 对于有裂变或热中子散射的情况，中子能量就有可能增加。例： ESPLT:N2 .1 2 .01 .25 .001 该例表示当粒子能量降至0.1MeV以下时，做一个1变2的分裂，当粒子能量降至0.01MeV以下时，同样做一个1变2的分裂，当粒子能量降至0.001

5、MeV以下时，做一个存活概率为25的俄国轮盘赌。 反之，当粒子能量升至0.1MeV以上时，做一个存活概率为50的俄国轮盘赌，当粒子能量升至0.01MeV以上时，同样做一个存活概率为50的俄国轮盘赌，当粒子能量升至0.001MeV以上时，做一个1变4的分裂。III.PWT 光子权重卡格式： PWT W1 W2 Wi WIWi 栅元 i 中中子碰撞产生光子的相对权重门限。I 问题中的栅元总数。缺省：省略此卡，则所有栅元的Wi = -1。该卡用于控制中子碰撞产生的次级光子数目和权重。 对于正的Wi 项，只有权重大于WLWi *Is / Ii 的次级光子能产生，否则要进行俄国轮盘赌决定其是否存活，其中

6、 Is 和 Ii分别是中子源栅元 和诱发光子栅元的中子重要性。 对于负Wi 项，权重门限为WL-Wi*Ws* Is / Ii ，其中 Ws 是中子的源权重。中子总截面光子诱发截面中子权重光子权重TnpTnpWWWW 如果Wp WL ，将产生Np (10) Wp /(5 *WL) + 1 个光子，每个光子权重为Wp / Np。如果Wp WL ，则进行幸存概率为Wp /WL 的俄国轮盘赌，成功则产生一个权重为WL的光子。 如果Wi = 0，则只要有可能总是产生光子。如果 Wi = -1.0E6 则不让该栅元产生次级光子。IV. EXT 指数变换卡格式： EXT:nA1 A2 Ai AI n 中子为

7、 N，光子为 P，对电子无效。Ai 栅元 i 的指数变换项，格式为A=QVm， Q 描述表示拉伸强度， Vm 定义拉伸方向。I 问题中的栅元总数。缺省：不进行指数变换，Ai = 0。该卡用于拉伸粒子的输运距离。 当某个栅元设置了强迫碰撞或没有设置有效的权重控制时，不应使用指数变换。当粒子通量近似为一个指数分布时（如强吸收问题），指数变换有比较好的效果。 指数变换方法通过调整总截面来拉伸粒子的输运距离，方法如下：拉伸参数 p 可用以下三种方法指定：向的夹角余弦。粒子运动方向和拉伸方拉伸参数。真正的总截面。调整后的总截面。，其中pptttt*)1 (为俘获截面；拉伸参数为常数；不进行指数变换；at

8、apSQppQpQ1000peeeWsspststctttt1ln1*拉伸方向用Ai 项中的Vm定义，有以下三种选择：i. Ai 项中没有Vm，即拉伸参数仅填写Ai =Q 。这时拉伸方向即为粒子运动方向（1）。该方法不推荐，除非Ai =Q =S（飞行路径隐式俘获），这时输运距离是散射距离而不是碰撞距离。ssaWeWsln1ii.指定拉伸方向为Vm，拉伸方向是从碰撞点到指定点 (xm, ym, zm ) 的方向，其中 (xm, ym, zm ) 由VECT卡指定。是粒子运动方向与拉伸方向Vm之间的夹角余弦。Ai 的符号表明拉伸方向是朝向还是背离 (xm, ym, zm ) 。iii. 指定拉伸方

9、向为Vm=X、Y或Z，则是粒子运动方向与X、Y或Z轴之间的夹角余弦。Ai 的符号表明拉伸方向是朝向还是背离X、Y或Z轴方向。例：EXT:N0 0 .7V2 S -SV2 -.6V9 0 .5V9 SZ -.4XVECTV9 0 0 0 V2 1 1 1该例中有10个栅元，对于光子以及栅元1、2和7都不做指数变换。下面为其它栅元径迹长度拉伸一览表：栅元AiQVm拉伸参数拉伸方向3.7V2.7V2p0.7朝向点 (1,1,1)4SSpa /t粒子运动方向5-SV2S-V2 pa /t远离点 (1,1,1)6-.6V9.6-V9 p0.6远离原点8.5V9.5V9p0.5朝向原点9SZSZpa /t

10、沿着Z轴10-.4X.4-Xp0.4沿着X轴V. VECT 矢量输入卡格式： VECT Vm xm ym zm Vn xn yn zn m，n 标记矢量Vm和Vn的任意编号。 xm, ym, zm 定义矢量Vm的三维坐标值。缺省：无。 VECT卡的数据项为4个一组定义一个矢量，可定义任意数目的矢量，这些矢量可用于指数变换或用于用户程序。VI. FCL 强迫碰撞卡格式： FCL:nx1 x2 xi xI n 中子为 N，光子为 P，对电子无效。 xi 栅元 i 的强迫碰撞控制参数，-1 xi 1。 I 问题中的栅元总数。缺省：xi 0，不强迫碰撞。FCL卡控制中子或光子在每个栅元内强迫碰撞，这对

11、点探测器或DXTRAN球产生贡献是非常有用的。当粒子进入强迫碰撞的栅元时，在其曲面上不做权窗游戏。 如果 xi0，则用适当的权重控制把进入栅元 i 的粒子分为碰撞部分和不碰撞部分。如果 | xi | 1，对碰撞部分以 | xi | 的幸存概率做俄国轮盘赌以防止碰撞的历史数变得太大。如果一些强迫碰撞的栅元彼此相邻，则建议选 xi 为小数。 如果 xi0，强迫碰撞过程仅适用于进入该栅元的粒子。强迫碰撞之后，不考虑权重截断并用通常的模拟方式处理以后的全部碰撞。不忽略权窗，在记录对探测器和DXTRAN球的贡献后使用这些权窗。 如果 xi0，强迫碰撞过程适用于进入该栅元的粒子以及碰撞后在权重截断或权窗游

12、戏中存活的粒子。粒子继续被分为不碰撞部分和碰撞部分（以概率 | xi | 存活）直至其被权重截断或权窗游戏杀死。 一般情况下令 xi1或1。当一些强迫碰撞的栅元彼此相邻或者强迫碰撞产生的粒子历史数高于我们的预期数目时，应置 xi 为小数。 当使用重要性时，选 xi0，因为如果 xi0 时将关闭权重截断游戏。权窗卡权窗卡 权窗是对指定空间及能量重要性函数提供重要性（IMP:n卡）以及能量分裂（ESPLT:n卡）的另一种方法。它们也能提供时间重要性函数。其优点是：i.提供空间和时间或能量的二维的重要性函数。ii. 控制粒子的权重。iii. 与其它减方差技巧不矛盾，如指数变换卡。iv. 在粒子穿越曲

13、面或碰撞，或者两者都可以使用。v. 能够控制分裂和俄国轮盘赌的程度。vi. 可在指定的空间或能量范围内关闭权窗。vii.可用权窗生成器自动产生权窗。权窗卡权窗卡权窗的缺点是：i.权窗不如重要性直观易懂。ii. 当源粒子权重改变时，权窗需要重新归一。VII.WWE 权窗能量或时间卡格式： WWE:n E1 E2 Ei Ej ； j 99 n 中子为 N，光子为 P，电子为 E。 Ei 能量间隔，第 i 个能窗为： Ei-1EEi E0 0缺省：如果没有此卡，但又使用权窗，则建立一个整个能量或时间范围的区间。 该卡是选择卡，必须和WWN卡配合使用。 该卡为WWN卡定义了一个能量或时间间隔，最低能量

14、为 0，最小时间为，在WWN卡不用填写。至于该卡填写的是能量还是时间间隔，要根据WWP卡上的第六项来指定。VIII.WWN 权窗边界卡格式： WWNi:n wi1 wi2 wij wiJ n 中子为 N，光子为 P，电子为 E。 wij 在栅元 j ，能量或时间间隔为Ei-1EEi（WWE卡定义）的权重下限。 如果没有WWE卡，i 1。 J 问题中的栅元总数。 除非使用了重要性卡或网格权重卡，否则必须使用权重窗（ WWN和WWP卡）。 该卡指定了与空间和能量有关的权窗下限。它必须和WWP卡一起使用。如果权窗和能量或时间有关，则应有WWE卡。如果使用了WWN:n 卡，则不应使用同一个粒子类型n的

15、IMP:n卡。 若wij 0，则粒子进入栅元 j 或在栅元 j中发生碰撞时，要根据WWP卡上定义的参数决定是分裂还是俄国轮盘赌。 若wij =0，则关掉在栅元 j 能量间隔 i 的权窗游戏，并打开权重截断游戏。这时，在CUT卡上指定一个最低的截断权重是合适的，否则进入该栅元的大部分粒子将被权重截断游戏杀死。 权窗的权重下限是个绝对的量，而不是相对的，因此一定要注意其它减方差技巧所引起的权重的变化情况。 在权窗边界卡上必须指定每个栅元每个能量间隔的权重下限，不得空缺。例1：WWE:N E1 E2 E3WWN1:N w11 w12 w13 w14WWN2:N w21 w22 w23 w24WWN3

16、:N w31 w32 w33 w34例2：WWN1:P w11 w12 w13IX. WWP 权窗参数卡格式：WWP:n WUPN WSURVN MXSPLN MWHERE SWITCHN MTIMEn 中子为 N，光子为 P，电子为 E。WUPN 当粒子权重超过 WUPN 与权窗下限的乘 积时，粒子将被分裂。要求 WUPN2。WSURVN 如果粒子在俄国轮盘赌中幸存，则其 权重变为 WSURVN 与权窗下限的乘积， 要求 1 WSURVN WUPN 。MXSPLN粒子分裂时，分裂数目不超过MXSPLN ； 粒子进行俄国轮盘赌时，幸存概率 不小于1/ MXSPLN 。 MXSPLN1。MWHE

17、RE该参数决定在什么地方检查粒子权重。1：仅在粒子碰撞时检查粒子权重。 0：在粒子穿越界面以及碰撞时检查粒子权重。 1：仅在粒子穿越界面时检查粒子权重。SWITCHN 该参数决定从那里获得权窗下限。0：从外部的WWINP文件中读入。0：从WWNi卡读入。0：权窗下限等于 SWITCHN 除以栅元重要性。MTIME 指定能量相关或时间相关的权窗。0，权窗与能量有关（WWE卡指定能量间隔）。1，权窗与时间有关（WWE卡指定时间间隔）。缺省：WUPN5；WSURVN0.6*WUPN；MXSPLN5； MWHERE0；SWITCHN0；MTIME0。权窗生成卡权窗生成卡 权窗生成器估算由用户指定的空间

18、及能量范围的重要性。然后按与该重要性成反比计算与空间及能量有关的权窗参数。 权窗生成器估算栅元的平均重要性。如果栅元太大，则栅元内部的重要性变化也大，这时平均重要性就不能代表这个栅元。不适当的几何描述也会引起邻近栅元之间的重要性差别较大。还好，权窗生成器能够确定几何描述对于采样来说是否适当并给出信息。如果几何描述对重要性的划分不合适，则应使用网格权窗。X.WWG 权窗生成器卡格式：WWG It Ic Wg J J J J IE It问题的计数号（Fn卡上的n）。权窗生成器将根 据由TFn卡定义的特殊的计数区间进行优化。Ic产生栅元权窗或网格权窗。0：产生栅元权窗，Ic 为参考栅元 (通常用源栅

19、元)。0：产生网格权窗（ MESH卡）。Wg产生网格或栅元 Ic 的权窗下限的值。0：为平均源权重的一半。J 未用。IE产生能量相关或时间相关的权窗。0：说明 WWGE卡定义的是能量间隔。1：说明 WWGE卡定义的是时间间隔。 WWG卡为计数 It 生成最优的重要性函数。对于栅元权窗生成器，将在输出文件OUTP 的WWE和WWNi卡上打印重要性函数及其评价和总结；同时也在权窗生成器的输出文件WWOUT 中打印。而对于网格权窗生成器，重要性函数以及网格描述仅写到WWOUT 文件中。这两种情况对于在接续运行中使用生成的权窗重要性函数是很容易的，只需在WWP卡上让 SWITCHN0即可。 对于许多问

20、题来说，MCNP生成的重要性函数要优于一个有经验的用户在 IMP卡上推测的值。 要生成与能量或时间有关的权窗，需要WWGE卡对能量或时间进行划分。XI. WWGE 权窗生成器的能量或时间卡格式： WWGE:n E1 E2 Ei Ej ； j 15 n 中子为 N，光子为 P，电子为 E。 Ei 能量间隔，第 i 个能窗为： Ei-1EEi E0 0缺省：如果没有此卡，但又使用权窗，则建立一个整个能量或时间范围的区间。 如果有此卡但没有输入项，则将产生10个能量/时间间隔，Ei 10i-8 MeV/10-8秒，j10。XII.MESH 分层重要性网格权窗生成器卡格式： MESH 网格变量网格变量

21、=描述描述 等号“=”是可选的。网格变量网格变量说明变变 量量说说 明明缺缺 省省GEOM网格几何，直角（“xyz”或“rec”）或圆柱（“rzt”或“cyl”）几何。xyzREF参考点坐标。必须指定ORIGIN网格原点的坐标。（圆柱系为底面中心，直角系为底面左后角）0,0,0AXS圆柱几何的轴向。0,0,1VEC沿AXS轴，0 的面的方向。1,0,0网格变量网格变量说明（续）变变 量量说说 明明缺缺 省省IMESH粗网格的位置。对于直角几何为 x 方向，对于圆柱几何为径向。无IINTS相应粗网格中，细网格划分的数目。对于直角几何为 x 方向，对于圆柱几何为径向。10JMESH粗网格的位置。对

22、于直角几何为 y 方向，对于圆柱几何为轴向。无JINTS相应粗网格中，细网格划分的数目。对于直角几何为 y 方向，对于圆柱几何为轴向。10KMESH粗网格的位置。对于直角几何为 z 方向，对于圆柱几何为方向。无KINTS相应粗网格中，细网格划分的数目。对于直角几何为 z 方向，对于圆柱几何为方向。10 粗网格的位置依次为各个方向上正向的界面位置。对于直角几何，界面分别为垂直于 x、y 和 z 轴的平面，位置为其在栅元几何中的坐标。而且原点指定了粗网格在各个方向上的最负向的界面位置。 对于圆柱几何，原点为底面中心在栅元几何中的坐标，粗网格的位置为其相对于圆柱几何( r , z ,)原点正向的界面

23、位置，最负的界面位置为 (0,0,0)。圆柱几何需要AXS和VEC向量，它们可以不是直角，但不能平行，它们定义了圆柱几何 原点的0 的半平面。方向的坐标为该半平面旋转的相对值，从 0 至 1，方向最后一个界面坐标值必须是1。 在粗网格中再按给定的数目均匀地划分出细网格，就完成了整个网格的划分，网格必须覆盖整个栅元几何。权窗生成方法与栅元权窗类似。例1 GEOM=rec REF=1e-6 1e-7 0ORIGIN=-66.34 -38.11 -60IMESH -16.5 3.8 53.66IINTS 10 3 8例2GEOM=cyl REF=1e-6 1e-7 0 ORIGIN=1 2 3IME

24、SH 2.55 66.34IINTS 2 15JMESH 33.1 42.1 53.4 139.7JINTS 6 3 4 13KMESH .5 1KINTS 5 5XIII.PD 探测器贡献卡格式： PDnP1 P2 Pi PI n 计数器编号。Pi 栅元 i 对探测器贡献的概率。I 问题中的栅元总数。缺省：Pi1。用PD0卡可改变缺省值。 PDn卡减少对指定探测器不太重要的栅元对探测器计数的贡献数目，节省计算时间。在栅元 i 中的每次碰撞，都以Pi的概率判断其是否对该探测器作贡献。如果要记录贡献，则记录值要乘以 1/Pi ( Pi0除外) ，以保证记录结果的无偏性。 当我们要分析探测器贡献中

25、来自各个栅元的贡献比例时，该卡是很有用的。可在同一位置定义多个探测器，分配不同的概率值（1或0）即可。XIV.DXC DXTRAN贡献卡格式： DXCm:n P1 P2 Pi PI m 要应用的DXTRAN球的编号，零或缺省表示应用于所有DXTRAN球。 n 中子为 N，光子为 P，电子为 E。Pi 栅元 i 对DXTRAN球贡献的概率。I 问题中的栅元总数。缺省：m0，Pi1。 该卡与PDn卡类似，只是该卡是应用于DXTRAN球的。XV. BBREM 韧致辐射偏倚卡格式： DXCb1 b2 b49 m1 m2 mn b1 任意正值（当前未用）。 b2 b49 韧致辐射能谱的偏移因子。 m1

26、mn 要引入韧致辐射偏倚的材料列表。 韧致辐射过程会产生许多低能光子，但我们经常是对高能的光子更感兴趣。要产生更多高能光子的方法之一是使用能量偏移。例： BBREM 1. 1. 46I 10. 888 999该例对于材料888和999中韧致辐射光子的抽样数目的比例随着能量的增加而逐渐增大。而在其它材料中不做能量偏移抽样。(4)源定义源定义助记符助记符卡片类型卡片类型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临界计算的源起始点ACODE特征值源对于点探测器或DXTRAN球还需定义其它一些变量。ERG粒子

27、能量(MeV)，或能量群号。TME粒子发射的时间（ 10-8 秒）。UUU，VVV，WWW粒子的飞行方向。XXX，YYY，ZZZ粒子的位置。IPT粒子的类型。WGT粒子的权重。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，则 JSU0。源对其产生的每个粒子，必须定义下列MCNP变量值I.SDEF 通用源卡格式： SDEF 源变量源变量=描述描述等号“=”是可选的。源变量源变量和MCNP源必须设置的变量不完全一样，有许多是用来控制最终变量抽样值的中间量。所有源变量源变量都有缺省值。源变量源变量的描述描述有以下三种格式：i.显值；ii.在一个分布号前加D；iii.在一个变量前面

28、加F，后面跟一个D在前面的分布号。Var=Dn 表示从分布 n 中抽取源变量Var。Var Fvar Dn 则表示从分布 n 中抽取源变量Var，而分布 n 与变量 var 有关，只允许一级相关。每个分布仅用于一个源变量。源变量源变量说明变量变量说说 明明缺缺 省省CEL栅元。根据XXX，YYY，ZZZ和UUU，VVV，WWW确定。SUR曲面。0（栅元源）ERG粒子能量（MeV）。14 MeVTME时间（ 10-8 秒）。0源变量源变量说明（续一）变量变量说说 明明缺缺 省省DIR，是VEC和方向UUU，VVV，WWW的夹角余弦。方位角总是在0360之间均匀抽取。体源：在11上均匀抽取 （各向

29、同性源）。面源：在01上的余弦分布 f ()2 中抽取。VECDIR的参考矢量。体源：必须，各向同性除外。面源：垂直于曲面，符号为NRM。NRM曲面法向的符号。+1源变量源变量说明（续二）变量变量说说 明明缺缺 省省POS抽样位置的参考点。0,0,0RAD 抽样位置离开POS或AXS的径向距离。0EXT栅元源：沿AXS方向离开POS的距离。曲面源：离开AXS的角度余弦。0AXS用于EXT和RAD的参考矢量。没有方向X抽样位置的X坐标。无XY抽样位置的Y坐标。无YZ抽样位置的Z坐标。无Z源变量源变量说明（续三）变量变量说说 明明缺缺 省省CCCCookie-cutter栅元。无ARA曲面的面积（

30、当平面源对点探测器要求直接贡献时才需要此卡）。无WGT源粒子权重。1EFF位置选舍抽样效率判据。0.01PAR源发射的粒子的类型。1中子2光子3电子1：包括中子的问题。2：无中子但有光子问题。3：仅有电子的问题。II. SIn 源信息卡格式： SIn选项选项 I1 Ik n 分布号（n 1999）。选项选项 Ii 的说明，允许的值是： 省略或H：直方图分布的区间边界，仅用于标量。L：离散的源变量值。A：定义概率分布密度的点。S：分布号。 I1 Ik 源变量值或分布号。缺省： SIn H I1 Ik III. SPn 源概率卡格式： SPn选项选项 P1 Pk 或： SPn f a b n 分布

31、号（n 1999）。选项选项 Pi 的说明，允许的值是： 省略：对H或L分布与D相同， 对A分布为概率密度。D： H或L分布的各个区间的概率值(不用归一)。C： H或L分布的各个区间的累积概率值。V：仅用于栅元分布。概率与栅元体积成 正比（若有Pi ，要乘以Pi ）。P1 Pk 源变量概率。 f 内部函数的标识符。a，b 内部函数的输入参数。缺省： SPn D P1 Pk IV. SBn 源偏移卡格式： SBn选项选项 B1 Bk 或： SBn f a b n，选项选项， f ，a，b 均和SPn卡一样，只有一点不同，即内部函数 f 只允许21和31。 B1 Bk 源变量偏移概率。缺省： SB

32、n D B1 Bk SPn卡的第一种格式的第一项是正数或非数值，表明该卡及它的SIn卡定义了一个概率分布函数。 SPn卡的第二种格式的第一项是负数，表示使用一个内部解析函数产生源变量的一个连续的概率密度函数。内部函数内部函数说明源变量源变量 函数号函数号 输入参数输入参数说说 明明ERG2aMaxwell 裂变谱。p(E)C E1/2 exp(-E/a)ERG3a bWatt 裂变谱。p(E)C exp(-E/a) sinh(bE)1/2ERG4a bGaussian 聚变谱。p(E)C exp-(E-b)/a)2 ERG5aEvaporation 能量谱。p(E)C E exp(-E/a)E

33、RG6a bMuir 速度Gaussian 聚变谱。p(E)C exp-(E1/2 -b1/2)/a)2 ERG7a b备用内部函数内部函数说明（续）源变量源变量函数号函数号输入输入参数参数说说 明明DIR、RAD、EXT21a幂指数分布。p(x)C | x |aDIR、EXT31a指数分布。p()C e aTME41a b时间的 Gaussian 分布。p(t)C exp-(1.6651092 (t-b)/a)2 V. DSn 相关源分布卡（复合分布）格式： DSn选项选项 J1 Jk 或： DSnTI1 J1 Ik Jk 或： DSnQV1 S1 Vk Sk n 分布号（n 1999）。选

34、项选项 Ji 的说明，允许的值是：省略或 H：连续分布的源变量值，仅用于标量。L：离散的源变量值。S：分布号。 T 独立变量值后面跟相关变量的值， 这些变量必须是离散的标量。 Ii 独立变量的值。 Ji 相关变量的值。 Q 独立变量值后面跟分布号， 这些变量必须是标量。 Vi 单调增加的独立变量的值。 Si 相关变量的分布号。缺省： DSn H J1 Jk 对与另一个源变量有关的变量用DS卡代替SI卡，不使用SP卡和SB卡。一般来说，MCNP先对独立变量抽样，然后根据DS卡的格式确定相关变量的值。VI. SCn 源注释卡格式： SCn注释注释 n 分布号（n 1999）。 在源分布表和源分布频

35、率表中，作为源分布的标题部分打印该注释注释。VII.一般源的例子例1：SDEF ERG=D1 POS=x y z WGT=wSI1H E1E2 Ek SP1D 0 P2 PkSB1D 0 B2 Bk这是个位于(x, y, z)，权重为w的各向同性点源，能量采用偏移分布抽样。例2：SDEF SUR= m AXS= i j k EXT=D6 SB6-31 1.5$SI6 -1 1； SP6 -31 0这是曲面m上的源。发射方向用余弦分布抽样确定。通过分布6对与方向(i, j, k)的夹角余弦按指数偏移抽样确定源粒子在曲面上的位置。粒子权重的最大和最小值是e1.54.48和e-1.50.223。例3

36、：SDEF SUR= m NRM=-1 DIR=D1 WGT=wSB1-21 2$SI6 0 1； SP6 -21 1这是球面m上向内发射的源。如果wr2（r为球面m的半径），则该源和VOID卡、VOL卡以及计数类型2和4一起可以估计曲面的面积和栅元的体积。SB1卡的方向偏移使更多粒子朝着最感兴趣栅元所在的球m的中心发射。同时，该偏移顺便提供了球m体积的零方差估计。例4：SDEF SUR= m POS=x y z RAD=D1 CCC=n SI1r$ SI1 0 r； SP1 -21 1这是沿正法线方向从曲面m上发射的单向源。源位置在以 (x, y, z) 为中心，r 为半径的曲面上，用户必须

37、确保点 (x, y, z) 在曲面m上。如果所抽取的点不在Cookie-cutter栅元n内，则舍弃该点并重新抽样。例5：复合分布SDEF POS=D1 ERG FPOS D2SI1L 5 3.3 6 75 3.3 6SP1.3 .7DS2 S 3 4SI3H 2 10 14SP3D 0 1 2SI4-3 a b这是两个各向同性点源，其中有0.3的概率在(5,3.3,6 )处，能量服从阶梯分布3；而有0.7的概率在(75,3.3,6)处，此时能量服从Watt 裂变谱分布4。例6：复合分布SDEF SUR = D1 CEL FSUR D2 ERG FSUR D6X FSUR D3 Y FSUR

38、D4 Z FSUR D5SI1 L 10 0SP1 .8 .2DS2 L 0 88DS6 S 61 62SP61 3 .98 2.2SP62 3 1.05 2.7 这是一个面源(面10、概率0.8)和一个栅元源(栅元88、概率0.2) ，对于栅元源要在长方体内均匀抽样、挑选。DS3 S 0 31SI31 20 30SP31 0 1DS4 S 0 41SI41 -17 36SP41 0 1DS5 S 0 51SI51 -10 10SP51 0 1(5)计数描述计数描述下列卡片用来记录计算结果：助记符卡片类型Fna计数类型FCn计数注释En计数能量间隔Tn计数时间间隔Cn计数方向余弦间隔FQn计数

39、打印层次FMn计数乘子DEn/DFn剂量能量/剂量函数EMn计数能量乘子助记符卡片类型TMn计数时间乘子CMn计数余弦乘子CFn计数栅元标志SFn计数曲面标志FSn计数片段划分SDn计数片段的体积/面积FUn子程序TALLYX输入TFn计数涨落打印DD探测器和DXTRAN诊断DXTDXTRAN球参数FTn计数特殊处理I.Fna 计数类型卡助记符类型说明Fn单位*Fn单位F1: (N、P、E)面流粒子MeVF2: (N、P、E)面通量粒子/cm2MeV/cm2F4: (N、P、E)体通量粒子/cm2MeV/cm2F5a: (N、P)点或环探测器通量 粒子/cm2MeV/cm2F6: (N、P、N

40、,P) 平均沉积能量MeV/克109 J/克F7: N平均裂变沉积能量 MeV/克109 J/克F8: (P、E、P,E) 探测器探测的能谱 脉冲MeV+F8: E沉积电荷电荷无i.曲面和栅元计数（类型1、2、4、6和7）简单格式：Fn:pl S1 Sk 一般格式：Fn:pl S1 ( S2 S3) ( S4 S5) S6 S7 n 计数号（n 1999）。 pl N 或 P 或N, P 或 E 。 Si 用于计数的问题曲面号或栅元号或 T。 这里只允许用栅元卡上列出的栅元以及界定这些栅元是曲面。 上面的简单格式建立了该计数的 k 个曲面或栅元区间，对每个曲面或栅元单独列出结果。 对于一般格式

41、，区间按单个曲面或栅元以及若干个曲面或栅元的集合来划分。括号表示内部所有项的集合，括号内的项还可以用在其它集合或单独使用。T 是卡上列出的其它所有项的合集的简写。例1：F2: N 1 3 6 T 该卡指定了4个中子通量计数，分别为穿过曲面1、3、6的平均通量以及穿过所有这三个曲面的平均通量。例2：F1: P (1 2) (3 4 5) 6 该卡指定了3个光子流量计数，这三个计数分别是对曲面 1 和 2 的合集；曲面 3、4 和 5 的合集以及曲面6的计数。例3：F371: N (1 2 3) (1 4) T 该卡指定了3个中子流量计数，分别是对曲面 1、2和 3 的合集；曲面 1和 4 的合集

42、以及曲面 1、2、3 和 4 的合集的计数。注意，这里的T 对重复出现的曲面1只使用了一次。ii.探测器计数（类型5）点探测器格式：Fn:pl X Y Z R0 n 计数号。 pl N 或 P 。 X Y Z 探测器点的位置。R0 探测器邻域球的半径：R0 ：以厘米为单位。R0 ：以平均自由程数为单位。（空腔处不能用）RtdssReWpRR020)(),2()()(tRRrReWpRdrrreWpdVdVRRtt303230340220)1)(42)()(0020320)()0,(RWpRRt303220)1)()(0teWp环探测器格式：Fna:pl a0 r R0 n 计数号。 a 字母X

43、、Y或Z ，环的对称轴。 pl N 或 P 。 a0环平面在 a 轴（对称轴）上的截距。 r环的半径（厘米）。R0 同点探测器，但邻域球选在环上的一点。DRDDDrdRRfRfReWprrdrDD)()(2)(21)(1)(22)(RCRfDCeWprD2)(21)(* 使用探测器之前一定要先了解有关探测器的内容，因为如果使用不当会导致不可靠的结果。对于要穿过零重要性区域的探测器是得不到计数的。在具有轴对称的问题中，最好使用环探测器而不用点探测器。 对具有相同 n 或 na 指定的多个探测器，只需简单地在同一张卡的后面依次给出各个探测器的输入参数组即可。 如果相同类型（例如 F5:N 和 F1

44、5:N）的多个探测器在同一位置上，此时从碰撞点到探测器的贡献只计算一次，而不是对每个探测器都分别计数。探测器输出通常分为两部分：1)探测器的总贡献（作为所定义区间如能量的函数）。2)源对探测器的直接贡献（无碰撞贡献）。 源的贡献总是包含在总贡献中，如果不想打印源的贡献，只需在探测器计数卡的末尾加上符号 ND 即可。 选择 R0 的法则是：R0 应相当于球内粒子平均能量的约1/81/2个平均自由程，在空腔内 R0 应为零；R0 最好按厘米数给，这样方差较小。邻域球内只能包含一种材料（MCNP不检查），否则结果可能会不正确。iii. 脉冲幅度计数（类型8）简单格式：Fn:pl S1 Sk 一般格式

45、：Fn:pl S1 ( S2 S3) ( S4 S5) S6 S7 n 计数号（n 1999）。 pl P或 E或P, E 。 Si 用于计数的问题栅元号或 T。 脉冲幅度计数可以记录在一个探测器中由辐射产生的脉冲的能量分布。该卡后面列出的是栅元号或栅元集合，与F4卡一样。集合计数是累计计数而非平均计数。只允许有栅元区间以及能量区间。 不论 pl 取何值，该计数类型将记录光子和电子，即粒子类型P、E或P, E对计数类型8是等价的。 对于脉冲幅度计数卡在选择能量间隔的时候要注意，应该把零区间和区间包括在里面，例如：E80 1E-5 1E-3 1E-1 零区间用来处理由于撞出电子而产生负计数的情况

46、；(1E-5) 区间内将记录穿过栅元但没有沉积能量的粒子。II. FCn 计数注释卡格式： FCn注释注释 n 计数号。 该卡的注释内容将作为计数Fn的标题。当用某种方法修改计数的时候，该卡就特别有用，在以后看输出结果时会得到提示，知道该计数是修改过的或是非标准的。III. En 计数能量卡格式： EnE1 Ek n 计数号。 Ei 计数 n 的第 i 个能量间隔的上界。缺省：如果没有此卡，则建立一个整个能量范围的区间，除非用E0卡更改了缺省值。 可以使用E0卡对所有计数建立一个缺省的能量间隔结构。 MCNP会自动给出覆盖所有能量区间的总计数，但如果在该卡的末尾填写字符“NT”，则不记录该总计

47、数。如果在该卡的末尾填写字符“C”，则记录的是计数累计值，最后一个是覆盖所有能量的总计数。例子： E11 .1 1 20该例子为F11计数划分了四个能量间隔。1)截止能量0.1 MeV2)0.11 MeV3)120 MeV4)整个能量范围IV. Tn 计数时间卡格式： TnT1 Tk n 计数号。 Ti 计数 n 的第 i 个时间间隔的上界。缺省：如果没有此卡，则建立一个整个时间范围的区间，除非用T0卡更改了缺省值。 可以使用T0卡对所有计数建立一个缺省的时间间隔结构。 MCNP会自动给出覆盖所有时间区间的总计数，但如果在该卡的末尾填写字符“NT”，则不记录该总计数。如果在该卡的末尾填写字符“

48、C”，则记录的是计数累计值，最后一个是覆盖所有时间的总计数。例子： T2 -1 1 1.0+37 NT该例子为F2计数划分了三个时间间隔。1)1 （10-8 秒）2)11 （10-8 秒）3)11.0+37(+) （10-8 秒）该例子不打印总时间上的总计数。V.Cn 计数余弦卡格式： CnC1 Ck n 计数号。 Ci 计数 n 的第 i 个角的余弦间隔的上界。 C01，C11，Ck1。缺省：如果没有此卡，则建立一个整个角度范围的区间，除非用C0卡更改了缺省值。 可以使用C0卡对所有计数建立一个缺省的角度间隔结构。 该卡仅用于计数类型 1 。角度是相对于粒子穿过曲面那一点的正法线方法定义的，

49、正法线方法总是朝着对该曲面具有正向的栅元。 在FTn卡上用选择项FRV U V W可以指定角度是相对于参考矢量（u,v,w）定义的。 MCNP不会自动给出整个角度范围内的总计数，但如果在该卡的末尾填写字符“T”，则记录该总计数。如果在该卡的末尾填写字符“C”，则记录的是计数累计值，最后一个是整个角度范围内的总计数。例子： C1-.868 -.5 0 .5 .868 1该例子为F1计数划分了6个角度间隔。1)180 1502)150 1203)120 904) 90 605) 60 306) 30 0该例子不打印整个角度范围内的总计数。VI. FQn 打印层次卡格式： FQn a1 a2 a8

50、n 计数号。 ai F 栅元、曲面或探测器。 D 直接或标记。 U 用户。 S 分段。 M 乘子。 C 余弦。 E 能量。 T 时间。缺省：按上述次序打印。 a1为最外层嵌套，a7和a8制成一个表。a7a8横向竖向 字母ai表示了所有8种可能的计数区间类型。该卡用于改变在输出文件中计数打印的次序。这些字母需用空格分开，如果只输入部分字母，则它们被放在该卡的最后，其余部分按其缺省的次序放在该卡的最前面。 根据问题的具体情况适当地调整输出结构，可提高输出文件的可读性。 用FQ0卡可改变缺省的打印次序。VII.FMn 计数乘子卡格式： FMn (单元组1) (单元组2) T n 计数号。(单元组i)

51、 (乘子组1) (乘子组2) (衰减组) T 若有T，则给出所有单元的总计数。(衰减组 ) C -1 m1 px1 m2 px2 (乘子组i) C m (反应表1) (反应表2) (特殊乘子组i) C -k C 增值常数。 -1 衰减器标记。 m Mm卡上指定的材料号。(反应表i) 反应号的乘(空格)与加( : )的运算。2211pxpxedEERECm)()(VIII.DEn 剂量能量卡 DFn 剂量函数卡格式： DEn A E1 Ek DFn B F1 Fk n 计数号。 Ei 第 i 个能量点（MeV）。 Fi 对应第 i 个能量点的剂量函数值。 A LOG或LIN，能量表按对数或线性插

52、值。 B LOG或LIN，剂量函数表的插值方法。缺省：若没有填写A或B，则按对数插值处理。IX. 能量乘子卡 EMn M1 MkX. 时间乘子卡 TMn M1 MkXI. 余弦乘子卡 CMn M1 Mk n 计数号（n =0则指定缺省值）。 Mi 第 i 个区间的乘子。XII.CFn 栅元标记卡（计数类型1,2,4,6,7）格式： CFn C1 Ck n 计数号。 Ci 要做标记的栅元。 粒子离开指定的栅元时将被打上标记，带标记的粒子产生的贡献除了记录到正常的计数中，还要记录到一个标记计数中去，这两种计数将被分别列出。该方法可以确定穿过感兴趣区域的粒子对计数的贡献。 一个带标记的中子所产生的次

53、级光子也带有标记。例子： F4: N 6 10 13 CF4 3 4 这个例子中，中子在离开栅元3或4时将被打上标记。计数将有两份输出，第一份输出是栅元6、 10和13的总径迹长度计数。第二份输出的也是这些栅元的计数，只不过这些计数是穿过栅元3或4以后的中子对这些栅元的计数贡献。XIII.SFn 曲面标记卡（计数类型1,2,4,6,7）格式： SFn S1 Sk n 计数号。 Si 要做标记的曲面。 该卡与CFn卡一样，只不过是在粒子穿过指定的曲面时才打上标记。 对同一计数可以同时用CFn卡和SFn卡，但是输出的带标记的计数只有一份。XIV.FSn 分段计数卡（计数类型1,2,4,6,7）格式

54、： FSn S1 Sk n 计数号。 Si 带符号（指向）的分段曲面。 该卡用于把一个计数栅元或曲面分成若干段分别计数。其好处是不必为了计数而设置额外的栅元。 分段的曲面同样要在曲面描述卡上定义，但它们不一定是实际几何的组成部分，因此不用把这些曲面与栅元之间的关系考虑得太复杂。 FSn卡上输入的k个曲面将划分出 k+1 个曲面或体积段，这k个曲面按它们的次序和指向把计数n分成k+1个计数单元。如果FSn卡的末尾出现T，则还要增加一个总计数单元。 对计数卡上的每个曲面或栅元，单元按下列方法进行分割：单元1：曲面或栅元中符合曲面S1指向的部分。单元2：剩余部分中符合曲面S2指向的部分。 单元k：剩

55、余部分中符合曲面Sk指向的部分。单元k+1：剩余部分。单元k+2：若给出T ，整个曲面或栅元的总计数。例子：1 1 2.22 1 2 3 4 5 6 IMP:N=12 0 #1 IMP:N=01 PY 02 PZ 13 PY 24 PZ 15 PX 16 PX 1SDEF POS = 0 1 0 ERG = 1M1 6012.60 1F2:N 37 PX .58 PX -.59 PZ .510 PZ -.5FS2 7 10 8 9XV.SDn 分段除数卡（计数类型1,2,4,6,7）格式： SDn (D11 D12 D1m) (Dk1 Dk2 Dkm) n 计数号。 k Fn卡上栅元或曲面的数

56、目，包括T。 m FSn卡上分段的数目，包括剩余段及T。Dij 第 i 个栅元或曲面上的第 j 段的面积、体积或质量。XVI.DXT DXTRAN卡格式： DXT: n x1 y1 z1 RI1 RO1 x2 y2 z2 RI2 RO2 . DWC1 DWC2 DPWT n N或P，对E无效。 xi yi zi 第 i 个球的球心位置。RIi 第 i 个球的内半径。ROi 第 i 个球的外半径。 DWC1球中的截断权重上限。 DWC2 球中的截断权重下限。 DPWT 最小光子权重。XVII.FTn 计数特殊处理卡格式： FTn ID1 P1,1 P1,2 P1,3 ID2 P2,1 P2,2

57、P2,3 n 计数号。 IDi 第 i 项特殊处理的标识符。 FRV 用于计数类型1角度间隔的参考方向。GEB 高斯能量展宽。TMC 时间卷积。INC 指定碰撞次数。ICD 指定要记录对探测器作贡献的栅元。ELC 电流计数。 Pi,j 第 i 项特殊处理的参数。特殊处理的描述以及参数：1)角度间隔的参考方向FRV V1 V2 V3 Vi是参考矢量V的XYZ分量，可以不归一。该矢量用于计数类型1，作为角度的参考方向。2)高斯能量展宽GEB a b c参数指定了物理辐射探测器能量展宽的半高宽。 ，E为能量。3)时间卷积TMC a b模拟方波脉冲发射的源粒子，粒子发射从时间 a 开始到时间 b 结束

58、。2cEEba半高宽(6) 材料描述材料描述这组卡片用于指定在栅元中所使用的材料成分和使用哪些截面数据。助记符卡片类型Mm材料成分DRXS离散反应截面TOTNU总裂变NONU裂变截断AWTAB原子量XSn截面文件VOID否定材料PIKMT次级光子产生偏倚MGOPT多群特征描述I.Mm 材料成分卡格式：MmZAID1 fr1 ZAID2 fr2 关键字=值 ZAIDi 材料中第 i 种成份的截面数据，形式为ZZZAAA.nnX或ZZZAAA ZZZ是元素的原子序号，AAA是原子量。AAA000表示自然元素。（附录G） nn是截面库标识符；X是数据分类，C：连续；D：离散。fri 材料中第 i 种

59、成份的原子核数目的比例（负值表示重量比例）。关键字=值，符号 “=”可选择。关键字有：GASm 标记 m0 材料处于紧密状态(液态或固态)。 m1 材料处于气态。ESTEPn 将该材料中电子每能量步的子步数增 加到 n ，如果该值小于内建值，则忽略。NLIBid 将缺省的中子标识改为字符串 id 。PLIBid 将缺省的光子标识改为字符串 id 。ELIBid 将缺省的电子标识改为字符串 id 。CONDid 设置材料的传导状态。 0 ，如果成份中至少有一种导体则为导体II.DRXS 离散反应截面卡格式：DRXSZAID1 ZAID2 ZAIDi 或空白ZAIDi 形式为ZZAAA.nn或的标

60、识号ZZZ是元素的原子序号，AAA是原子量。nn是中子库标识符。 该卡所列的核素将使用离散能量的截面处理。如果DRXS后没有输入项，则对所有核素使用离散能量的截面处理。缺省的使用连续能量的截面处理。 该卡仅用于中子截面。III. ATWAB 原子量卡格式：ATWAB ZAID1 AW1 ZAID2 AW2 ZAIDi Mm材料卡上使用的ZAID，但不包括 数据分类X。AWi 原子量。缺省：如果没有此卡，则使用截面目录文件XSDIR 和截面表中的原子量。 该卡上的数据项将代替截面目录文件XSDIR 和截面表中的原子量。IV. VOID 取消材料卡格式： VOID 或： VOID C1 C2 Ci