1、第八章 蒙特卡羅方法應(yīng)用程序介紹,蒙特卡羅方法應(yīng)用軟件的特點(diǎn) 常用的通用蒙特卡羅程序簡介 MCNP程序輸入的描述 例子,第八章 蒙特卡羅方法應(yīng)用程序介紹,建立完善的通用蒙特卡羅程序可以避免大量的重復(fù)性工作，并且可以在程序的基礎(chǔ)上，開展對于蒙特卡羅方法技巧的研究以及對于計(jì)算結(jié)果的改進(jìn)和修正的研究，而這些研究成果反過來又可以進(jìn)一步完善蒙特卡羅程序。,蒙特卡羅方法應(yīng)用軟件的特點(diǎn),通用蒙特卡羅程序通常具有以下特點(diǎn)： 具有靈活的幾何處理能力 參數(shù)通用化，使用方便 元素和介質(zhì)材料數(shù)據(jù)齊全 能量范圍廣，功能強(qiáng)，輸出量靈活全面 含有簡單可靠又能普遍適用的抽樣技巧 具有較強(qiáng)的繪圖功能,常用的通用蒙特卡羅程序簡介

2、,MORSE程序 較早開發(fā)的通用蒙特卡羅程序，可以解決中子、光子、中子光子的聯(lián)合輸運(yùn)問題。采用組合幾何結(jié)構(gòu)，使用群截面數(shù)據(jù)，程序中包括了幾種重要抽樣技巧，如俄國輪盤賭和分裂技巧，指數(shù)變換技巧，統(tǒng)計(jì)估計(jì)技巧和能量偏移抽樣等。程序提供用戶程序，用戶可根據(jù)需要編寫源分布以及記錄程序。,EGS程序 EGS是Electron-Gamma Shower 的縮寫，它是一個(gè)用蒙特卡羅方法模擬在任意幾何中，能量從幾個(gè)KeV到幾個(gè)TeV的電子-光子簇射過程的通用程序包。由美國Stanford Linear Accelerator Center提供。EGS于1979年第一次公開發(fā)表，提供使用。EGS4是1986年發(fā)

3、表的EGS程序的最新版本。,MCNP程序 MCNP是美國Los Alamos國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的大型多功能通用蒙特卡羅程序，可以計(jì)算中子、光子和電子的聯(lián)合輸運(yùn)問題以及臨界問題，中子能量范圍從10-11MeV至20MeV，光子和電子的能量范圍從1KeV至1000MeV 。程序采用獨(dú)特的曲面組合幾何結(jié)構(gòu)，使用點(diǎn)截面數(shù)據(jù)，程序通用性較強(qiáng)，與其它程序相比，MCNP程序中的減方差技巧是比較多而全的。,MCNP程序輸入的描述,MCNP的輸入包括幾個(gè)文件，但主要的一個(gè)是由用戶編寫的INP文件，該文件包括描述問題所必須的全部輸入信息。文件采用卡片結(jié)構(gòu)，每行代表一張卡片，文件由一系列卡片組成，對于任一特定的問題，只

4、需用到INP全部輸入卡片的一小部分。,MCNP輸入文件中物理量的單位,輸入文件的基本形式 信息塊 信息塊的卡片放在INP文件中標(biāo)題卡之前。信息塊給出了MCNP的一些運(yùn)行信息，信息塊上各部分的意思和運(yùn)行行信息是一樣的，當(dāng)運(yùn)行行信息與信息塊中所指定的信息相矛盾時(shí)，則忽略信息塊中相應(yīng)的信息，而以運(yùn)行行信息為準(zhǔn)。 信息塊是可選的，信息塊的第一張卡片，必須在第 18 列寫上“MESSAGE:”，從第一張卡片的第 980 列到后續(xù)卡片的第 180 列都可填寫運(yùn)行信息。在標(biāo)題卡之前用一個(gè)空行分隔符結(jié)束信息塊。,初始運(yùn)行的輸入文件,接續(xù)運(yùn)行的輸入文件 接續(xù)運(yùn)行必須在運(yùn)行行信息或信息塊中給出C項(xiàng)選擇，即Cm，表

5、示從RUNTPE文件中讀出第m次轉(zhuǎn)儲的內(nèi)容接著運(yùn)算，如果m未指定，則讀最后一次轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)。如果不需要改變內(nèi)容，則不需要接續(xù)輸入文件，僅需運(yùn)行RUNTPE以及在運(yùn)行行加上C選擇。,卡片格式 INP輸入文件的每一行（稱之為一張卡片）都限于使用第 180 列并構(gòu)成卡片映象。大部分輸入卡片按行填寫；然而，對數(shù)據(jù)卡允許按列填寫。 $ 符號為它所在那行數(shù)據(jù)的結(jié)束符，在 $ 符號后面的內(nèi)容作為注釋，它可從 $ 符號后面的任一列開始。 標(biāo)題卡只占一行，整行都可填入用戶需要的信息，也可以是空行。但要注意在其它地方使用空行是作為結(jié)束符或者分隔符。 輸入文件中，在標(biāo)題卡之后及最后的空行結(jié)束卡之前的任何地方都可插入注

6、釋卡。注釋卡必須是字母“C”寫在 15 列中的任意位置，且至少用一個(gè)空格隔開后面的注釋內(nèi)容。,行輸入格式 柵元卡、曲面卡和數(shù)據(jù)卡的書寫格式是相同的。必須從 15 列開始填寫這些卡片相應(yīng)的名字(或編號)和粒子標(biāo)識符，后面填寫用空格分隔的數(shù)據(jù)項(xiàng)。如果 15 列為空，則表示它是前一張卡片的繼續(xù)卡。如果在一行的末尾有一個(gè)用空格隔開的符號“&”，則表示下一行是該行的繼續(xù)卡，數(shù)據(jù)可填寫在 180 列。一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)必須在一張卡片上寫完，不得跨到下一張卡片上。完全空白的一行則為兩組卡片的分隔符。 對任何給定的帶有粒子標(biāo)識符的類型卡只能有一張。需要整數(shù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)必須填寫整數(shù)，其它數(shù)據(jù)可填寫為整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)以及MCNP

7、能讀的數(shù)據(jù)。,為書寫方便，可以使用四項(xiàng)書寫功能： nR功能，表示將它前面的數(shù)據(jù)重復(fù)n次。 例如：2 4R 等同于 2 2 2 2 2 nI功能，表示在與其前后相鄰的兩個(gè)數(shù)之間，插入n個(gè)線性插值點(diǎn)。對于 X nI Y 的結(jié)構(gòu)，如果X和Y是整數(shù)，且XY剛好是n+1的整倍數(shù)，則產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的整數(shù)插值，否則產(chǎn)生實(shí)數(shù)插值，但Y值直接存儲。 例如：1.5 2I 3.0 1.5 2.0 2.5 32.0可能不精確 而 1 4I 6 1 2 3 4 5 6都是精確定整數(shù) xM功能，它表示的數(shù)值為前面的數(shù)據(jù)乘上x。 例如：1 1 2M 2M 4M 2M 1 1 2 4 16 32 nJ功能，表示其后n個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)使用缺

8、省值。 例如：DD .1（缺省值） 1000 DD J 1000 如果nR、nI、及nJ項(xiàng)中缺省n，則假設(shè)n1。,這四項(xiàng)功能的書寫必須滿足以下規(guī)則： nR前面必須放一個(gè)數(shù)或者放由R或M產(chǎn)生的數(shù)據(jù)項(xiàng)。 nI 前面必須放一個(gè)數(shù)或者放由R或M產(chǎn)生的數(shù)據(jù)項(xiàng)，而它的后面還必須有一個(gè)常數(shù)。 xM 前面必須放一個(gè)數(shù)或者放由R或M產(chǎn)生的數(shù)據(jù)項(xiàng)。 除了在I項(xiàng)的后面，nJ可以放在任何地方。 例如: 1 3M 2R1 3 3 3 1 3M I41 3 3.5 3 1 3M 3M1 3 9 1 2R 2I 2.51 1 1 1.5 2.0 2.5 1 R 2M1 1 2 1 R R1 1 1 1 2I 4 3M1 2

9、 3 4 12 1 2I 4 2I 101 2 3 4 6 8 10 3J 4R錯(cuò)誤！ 1 4I 3M錯(cuò)誤！ 1 4I J錯(cuò)誤！,列輸入格式 列輸入對柵元參數(shù)及源描述是非常有用的。對于柵元重要性及體積等參數(shù)，輸入按行排列時(shí)其可讀性差，且在增加或刪除一些柵元時(shí)容易出錯(cuò)。用列輸入格式，一個(gè)柵元的所有柵元參數(shù)是放在標(biāo)有該柵元名字的那行上。如果刪掉一個(gè)柵元，用戶只需刪除該柵元參數(shù)行，而不需要在每一個(gè)柵元參數(shù)卡上尋找該柵元所對應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)。對于源描述也有類似的情況。 用列格式，卡片名字逐個(gè)放在一個(gè)輸入行上，并且在這些卡片名字下面按列列出數(shù)據(jù)項(xiàng)。后續(xù)各行為各個(gè)柵元的數(shù)據(jù)。如果填寫某個(gè)柵元名字，則必須填寫全部

10、柵元名字，且柵元的順序可以任意排列；如果沒有指定柵元名字，則按柵元卡描述的順序排列。 在一個(gè)輸入文件中，允許有多個(gè)列數(shù)據(jù)塊。,列輸入塊的格式： Si必須是MCNP卡片名字，它們必須全部是柵元參數(shù)、或者全部是曲面參數(shù)、或者全部是其它參數(shù)。 Ki是柵元名字，它們必須是全部填寫或全部空格。 一個(gè)卡片不允許同時(shí)用行格式和列格式輸入。,粒子標(biāo)識符 幾個(gè)輸入卡片都需要粒子標(biāo)識符以區(qū)別中子、光子和電子的輸入數(shù)據(jù)。這些卡片是：IMP、EXT、FCL、WWN、WWE、WWP、WWGE、DXT、DXC、F、F5X、F5Y、F5Z、PHYS、ELPT、ESPLT、CUT和PERT。粒子標(biāo)識符由上述卡片名字后面的冒號

11、、字母N、P或E組成。 例如：中子重要性卡為 IMP:N 光子重要性卡為 IMP:P,缺省值 MCNP的許多輸入?yún)?shù)都有缺省值，因此用戶不需要每次都給出各個(gè)輸入?yún)⒘康闹?。?dāng)缺省值符合用戶要求時(shí)，便可不在輸入文件中指定。當(dāng)省略某張輸入卡時(shí)，則該卡上的全部參數(shù)均使用缺省值。如果只想改變一張卡上的某一個(gè)特定參量時(shí)，則它前面的參量仍需指明，或者用nJ方式跳過前面那些使用缺省值的參量。 例如：光子截?cái)嗫?CUT:P 3J -.10 表示前3個(gè)參量使用缺省值，只改變第四項(xiàng)參量的值。,輸入錯(cuò)誤信息 MCNP對輸入文件出現(xiàn)的錯(cuò)誤作廣泛的檢查，如果用戶違反了輸入說明的規(guī)定，將在終端上以及輸出文件中打印致命錯(cuò)誤信

12、息，MCNP不再進(jìn)行粒子輸運(yùn)計(jì)算，作業(yè)中斷。 第一個(gè)出現(xiàn)的致命錯(cuò)誤是真的，而后面的錯(cuò)誤可能不一定是真的，這取決于前面出現(xiàn)的致命錯(cuò)誤的情況。 若在MCNP運(yùn)行行上指定FATAL項(xiàng)，則MCNP忽略致命錯(cuò)誤，照常運(yùn)行。 對于MCNP的警告信息，用戶不應(yīng)忽視，應(yīng)搞清楚它們的含義。,檢查幾何錯(cuò)誤 在處理輸入文件的數(shù)據(jù)時(shí)，有一種非常重要的輸入錯(cuò)誤MCNP無法檢測。即MCNP無法查出各柵元之間的重疊和空隙，只有當(dāng)粒子丟失時(shí)，才會發(fā)現(xiàn)幾何錯(cuò)誤。即使如此，可能仍然無法準(zhǔn)確判斷錯(cuò)誤性質(zhì)。 幾何畫圖 用外源的粒子軌跡注滿真空系統(tǒng),柵元描述卡,在柵元的幾何說明中，關(guān)于曲面的指向是一個(gè)很重要的概念。假定曲面 S 的曲面

13、方程為 f (x,y,z)0，則對于f (x,y,z)0的區(qū)域?qū)τ谇?S 具有正的指向；而對于f (x,y,z)0的區(qū)域?qū)τ谇?S 具有負(fù)的指向。正指向的區(qū)域用+S表示，“+”號可不寫；負(fù)指向的區(qū)域用-S表示。柵元用各相關(guān)曲面的布爾運(yùn)算表示，布爾算符包括交（用空格表示 ）、并（用冒號:表示）和非（用#表示）。缺省的運(yùn)算順序是先非，其次是交，最后是并 ，使用括號可控制布爾運(yùn)算的次序。,非運(yùn)算有兩種形式： #n，n是某個(gè)柵元號， #n表示一個(gè)由不在柵元n內(nèi)的點(diǎn)組成的空間區(qū)域。 # ( -)，括號內(nèi)是對某一個(gè)柵元進(jìn)行描述的曲面柵元關(guān)系組，這一形式定義的幾何區(qū)域由不屬于括號內(nèi)描述區(qū)域的點(diǎn)組成的空間

14、。 例如：3 0 -1 2 -4$ 定義柵元3 #3$ 與下行相同 #(-1 2 -4),在柵元卡上可定義柵元參數(shù)以代替在輸入文件中數(shù)據(jù)卡部分定義的柵元參數(shù)。格式為：關(guān)鍵詞值。這兒允許的關(guān)鍵詞是：帶有粒子標(biāo)識符的IMP、VOL、PWT、EXT、FCL、WWN、DXC、NONU、PD和TMP，以及關(guān)于重復(fù)結(jié)構(gòu)的4個(gè)柵元參數(shù)卡：U卡、TRCL卡、LAT卡和FILL卡。 例如：10 16 -4.2 1 -2 3 IMP:N=4 IMP:P=8 表示柵元10由曲面1的正面、曲面2的負(fù)面和 曲面3的正面的交集組成，填充質(zhì)量密度為 4.2 克 / 厘米3 的16號材料。該柵元的中子重要性為4，光子重要性為

15、8。,在簡寫格式LIKE n BUT中，還有兩個(gè)關(guān)鍵詞MAT和RHO，分別表示柵元的介質(zhì)號和密度。 例如：2 3 -3.7 -1 IMP:N=2 IMP:P=4 3 LIKE 2 BUT TRCL=1 IMP:N=10 表示柵元3除了有不同的中子重要性和位置以外，其它方面與柵元2完全一樣。即柵元3的定義及其材料和密度與柵元2一樣，它們的光子重要性也一樣。,曲面描述卡 由方程定義曲面,表3.1 MCNP曲面卡,表3.1 MCNP曲面卡（續(xù)一）,表3.1 MCNP曲面卡（續(xù)二）,表3.1給出了曲面的類型，助記符、方程以及卡片上數(shù)據(jù)項(xiàng)的順序。用這種方法描述一個(gè)曲面，首先要在表3.1中找出所需的曲面，

16、然后根據(jù)方程的特定形式算出相應(yīng)的系數(shù)，再按照其書寫格式依序?qū)懺谝粡埧ㄆ?。除了由方程定義曲面外，還有其它一些方法來定義曲面。 曲面的指向在MCNP中具有重要意義。如果點(diǎn)（x,y,z）在一個(gè)曲面的方程計(jì)算值為正，則稱該點(diǎn)對于這個(gè)曲面是正向的；反之則為負(fù)向的。 對于球、柱、錐及環(huán)，曲面外部是正向的。對于垂直于坐標(biāo)軸的平面（PX、PY或PZ），大于相應(yīng)平面截距的點(diǎn)是正向的。而對于P、SQ及GQ曲面，用戶可以隨意決定曲面的指向，因?yàn)榉匠瘫磉_(dá)式的全部系數(shù)都是由用戶提供的。,如果曲面號前有符號“*”，則該曲面為反射面，當(dāng)粒子打到這樣的曲面上時(shí)，便按鏡面反射。 如果曲面號前有符號“+”，則該曲面為白邊界，當(dāng)

17、粒子打到這樣的曲面上時(shí)，按一定的角度分布反射。反射角度與曲面法向的夾角余弦服從如下分布： p ()2，01 直接抽樣結(jié)果為： 對于具有反射面或白邊界的問題，最好不要使用下次事件估計(jì)（如探測器和DXTRAN）。 對于有反射面的問題，其計(jì)數(shù)器需要各自進(jìn)行歸一處理。,而如果第二項(xiàng)n為負(fù)值，則曲面j是曲面n的周期面，對于周期面的使用有如下一些限制。 面j和面n必須是平面。 對于周期面不允許進(jìn)行坐標(biāo)變換。 周期性的柵元可以是無限大的；也可以在其頂部和底部用平面加以限制使其有界，頂面和底面可以是反射面或白邊界，但不能是周期面。 周期面只能和其它周期面或頂面和底面組合。 每個(gè)周期面的另一邊必須是零重要性柵元

18、。 所有周期面必須有一個(gè)公共的旋轉(zhuǎn)軸，該軸垂直于幾何的頂和底。 不應(yīng)使用下次事件估計(jì)（如探測器和DXTRAN）。,例1： j PY 3 這是在y3處垂直于Y軸的平面，y3的點(diǎn)為正向。 例2： j K/Y 0 0 2 .25 1 這個(gè)圓錐面頂點(diǎn)在 (0,0,2)，對稱軸平行于Y軸，錐面的斜率 t 是0.5（注意，卡片上填的是 t2），而且只使用其正斜率的一葉。圓錐外的點(diǎn)具有正向。 例3： j GQ 1 .25 .75 0 -.866 0 -12 -2 3.464 39 這是半徑為1厘米的圓柱面，對稱軸在 x6處垂直于X軸的平面上，在離X軸2厘米處繞X軸從Y軸向Z軸旋轉(zhuǎn)30。圓柱外的點(diǎn)具有正向。該

19、曲面在輔助坐標(biāo)系下描述是很簡單的，將這個(gè)柱面的對稱軸定義為輔助坐標(biāo)系的X軸，然后用一張TRn卡定義基本坐標(biāo)系與輔助坐標(biāo)系之間的關(guān)系。這時(shí)，輸入描述為 j 7 CX 1 *TR7 6 1 -1.732 0 30 60,TX、TY及TZ輸入卡描述的是橢形環(huán)面（四階曲面），其旋轉(zhuǎn)對稱軸分別平行于X軸、Y軸和Z軸。注意到輸入?yún)?shù) 給定了一個(gè)橢圓 該橢圓在 ( r , s ) 柱坐標(biāo)系統(tǒng)圍繞 S 軸旋轉(zhuǎn)（圖1）。其原點(diǎn)位于原坐標(biāo)系的點(diǎn) 處。 對于TY型環(huán)面， 當(dāng) | a | c 時(shí)，橢形環(huán)面將退化。 如果 0 a c ，得到的是外曲面（圖2 ）。 如果 -c a 0 ，得到的是外曲面（圖3 ）。,圖1

20、圖2圖3,用點(diǎn)定義軸對稱曲面 類型為X、Y或Z的曲面卡是用坐標(biāo)點(diǎn)描述曲面而不是用方程系數(shù)描述。用這些卡描述的曲面必須是分別關(guān)于X、Y或Z軸對稱的，并且如果該曲面是由多葉組成的，則指定的坐標(biāo)點(diǎn)必須全都在同一個(gè)葉上。,每一對坐標(biāo)點(diǎn)定義這個(gè)曲面上的一個(gè)點(diǎn)。例如在一張Y卡上可以給出： j Y y1 r1 y2 r2 其中，( ) 是第 i 點(diǎn)的坐標(biāo)。給出的坐標(biāo)點(diǎn)對數(shù)的不同，描述的曲面類型也不同。 給出一對坐標(biāo)，則定義一個(gè)平面（PX、PY或PZ）。 給出二對坐標(biāo)，則定義的是線性曲面（PX、PY、PZ、CX、CY、CZ、KX、KY或KZ）。 給出三對坐標(biāo)，則定義的是二次曲面（PX、PY、PZ、SO、SX、

21、SY、SZ、CX、CY、CZ、KX、KY、KZ或SQ）。 當(dāng)用兩點(diǎn)定義一個(gè)錐面時(shí)，只生成一個(gè)單葉錐面。 曲面的指向與方程指定曲面（SQ除外）是一樣的。,例1： j X 7 5 3 2 4 3 這是描述關(guān)于X軸對稱的曲面，該曲面通過三個(gè)(x,r) 的點(diǎn) (7,5)，(3,2)，(4,3)。這是個(gè)有二個(gè)葉的雙曲面，在MCNP中將被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)方程形式： j SQ -.083333333 1 1 0 0 0 68.52083 -26.5 0 0 例2：j Y 1 2 1 3 3 4 它描述了y1和y3的兩個(gè)平行平面，這個(gè)描述是錯(cuò)誤的，因?yàn)樗`反了所有的點(diǎn)必須在同一葉上的要求。 例3：j Y 3 0 4

22、 1 5 0 這是一個(gè)半徑為 1 的球面，球心在 (0,4,0)。,例4： j Z 1 0 2 1 3 4 這個(gè)曲面被拒絕，因?yàn)檫@些點(diǎn)在雙曲面 的二個(gè)不同的葉上。然而，和上面曲面具有同樣曲面方程的曲面： j Z 2 1 3 4 5 9.380832 是可以接受的，因?yàn)檫@些點(diǎn)都在雙曲面右葉的一個(gè)面上。,由三個(gè)點(diǎn)定義一般平面 MCNP對用戶指定的 P 型曲面， 將檢查所給的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，若是 4 項(xiàng)，則作一般斜置平面方程的系數(shù)理解，若多于 4 項(xiàng)時(shí)，便作為三維空間點(diǎn)的坐標(biāo)值理解。每三個(gè)數(shù)定義空間一個(gè)點(diǎn)，MCNP將把它們轉(zhuǎn)換成所需要的曲面系數(shù)以產(chǎn)生平面： AX+BY+GZD0,所產(chǎn)生的平面方程系數(shù)遵循以

23、下原則： 坐標(biāo)原點(diǎn)對于該平面是負(fù)向的。 當(dāng)該平面通過坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)（D0）， 則點(diǎn) ( 0, 0,) 對于該平面是正向的。 若以上兩項(xiàng)都無法做到（D C 0）， 則點(diǎn) ( 0, 0) 對于該平面是正向的。 若以上三項(xiàng)都無法做到（D CB 0），則點(diǎn) (, 0, 0) 對于該平面是正向的。 若第四項(xiàng)也無法做到，說明這三個(gè)點(diǎn)在一條直線上，MCNP將產(chǎn)生致命錯(cuò)誤信息。,由宏體定義的曲面 該定義類似于組合幾何的描述。宏體可以由標(biāo)準(zhǔn)的柵元和曲面組合而成。宏體的各個(gè)面也可以分解為方程面，根據(jù)預(yù)定義的順序，每個(gè)面都有各自獨(dú)立的編號。各個(gè)面的完整編號是用戶選擇號（即定義宏體的編號）加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)（.）再加上各個(gè)面

24、的預(yù)定義編號（1，2，）。這些面可以用于記數(shù)，其它柵元定義，源描述等；但不能用于SSR/SSW卡等。 下面是一些有效幾何體及其完整描述：,BOX：任意方向的正六面體（所有角都是直角）。 BOX Vx Vy Vz A1x A1y A1z A2x A2y A2z A3x A3y A3z 其中：Vx Vy Vz六面體角的坐標(biāo)。 A1x A1y A1z第一條邊的向量。 A2x A2y A2z第二條邊的向量。 A3x A3y A3z第三條邊的向量。 例子： BOX -1 -1 -1 2 0 0 0 2 0 0 0 2 這是一個(gè)邊長為2厘米，中心在原點(diǎn)的立方體，其每條邊都與坐標(biāo)軸平行。 RPP：正六面體，

25、每個(gè)面垂直于坐標(biāo)軸，x, y, z 是相對于原點(diǎn)的值。 RPP Xmin Xmax Ymin Ymax Zmin Zmax 例子： RPP -1 1 -1 1 -1 1 與上一例子（BOX）一樣的一個(gè)立方體。,SPH：球，與方程定義的一般球面一樣。 SPH Vx Vy Vz R 其中：Vx Vy Vz球心的坐標(biāo)。 R半徑。 RCC：正圓柱體。 RCC Vx Vy Vz Hx Hy Hz R 其中：Vx Vy Vz底面的中心。 Hx Hy Hz圓柱軸的向量（柱高） 。 R半徑。 例子： RCC 0 -5 0 0 10 0 4 這是一個(gè)對稱軸在Y軸、半徑為 4厘米的圓柱體，底面在y5處，高度為10

26、厘米。,RHP或HEX：正六棱柱。 RHP v1 v2 v3 h1 h2 h3 r1 r2 r3 s1 s2 s3 t1 t2 t3 其中：v1 v2 v3六棱柱底面的中心。 h1 h2 h3從底面到頂面的向量。 r1 r2 r3從軸到第一面中間的向量。 s1 s2 s3從軸到第二面中間的向量。 t1 t2 t3從軸到第三面中間的向量。 例子： RHP 0 0 -4 0 0 8 0 2 0 這是一個(gè)中軸在Z軸的六棱柱，底面在z4處，高度為8厘米，它的第一個(gè)面在y2處垂直于Y軸。,上述各種物體的各個(gè)面按順序編號，這些面可以用在其它MCNP卡片上。BOX和RPP在某一方向可以是無限的，這時(shí)將跳過對

27、應(yīng)的兩個(gè)面，后面各個(gè)面的編號減二。而RHP在其軸向可以是無限的，這時(shí)對應(yīng)的7號和8號面不存在。下面列出各種物體的各個(gè)面的編號：,SPH：作為普通球面處理,用 MBODY=OFF 選項(xiàng)可以在打印出的幾何圖中顯示各個(gè)面的編號。,宏物體內(nèi)部的點(diǎn)對于該物體及其各個(gè)面具有負(fù)指向；而外部的點(diǎn)具有正指向。當(dāng)這些面用于其它柵元描述時(shí)，一定要注意它們的指向。如下例： 30 -1.2 -1.1 1.4 -1.5 -1.6 99 40 1.1 -2001.1 -5.3 -5.5 -5.6 -5.4 50 -5 10 -1 2like 1 but trcl=(2 0 0) 90 (-5.1 : 1.3 : 2001.

28、1 : -99 : 5.5 : 5.6) #5 5rpp -2 0 -2 0 -1 1 1rpp 0 2 0 2 -1 1 99py -2,描述各個(gè)柵元所用的面可用其它等價(jià)的面代替，例如柵元3，可以用以下幾種方法來描述： 30 5.1 -1.1 -5.3 -5.5 -5.6 99 30 5.1 -1.1 1.4 -5.5 -5.6 -5.4 30 -1.2 -1.1 -5.3 -5.5 -5.6 -5.4,數(shù)據(jù)卡 在信息卡、柵元描述卡和曲面描述卡之后輸入的是數(shù)據(jù)卡，數(shù)據(jù)卡可分為10類： 問題類型 幾何卡 減方差 源描述 計(jì)數(shù)描述 材料及截面描述 能量及熱處理 問題截?cái)鄺l件 用戶數(shù)據(jù)數(shù)組 外圍卡

29、 數(shù)據(jù)卡中，標(biāo)識符必須從前5列開始填寫。,問題類型（MODE）卡 如果不給出MODE卡，則缺省形式是MODE N，即缺省值是中子輸運(yùn)問題。,幾何卡 幾何卡有以下幾類：,VOL 體積卡（可選） 體積卡用于輸入各個(gè)柵元的體積。 格式：VOLx1 x2 xi 或VOLNO x1 x2 xi xi 柵元 i 的體積，i 1，2，柵元總數(shù) NO 不計(jì)算柵元的體積和面積 缺?。篗CNP 將計(jì)算所有柵元的體積，除非在體積卡上出現(xiàn)“NO”。如果在體積卡上沒有填寫某一柵元的體積，則將使用計(jì)算的體積值。 在體積卡上，如果輸入的項(xiàng)數(shù)不等于柵元總數(shù)，將產(chǎn)生致命錯(cuò)誤。可以用 nJ 格式跳過不想輸入體積的柵元。 MCNP

30、 在計(jì)算柵元體積的同時(shí)，也計(jì)算柵元的質(zhì)量和面積。,AREA 面積卡（可選） 面積卡用于輸入各個(gè)曲面的面積。 格式：AREAx1 x2 xi xi 曲面 i 的面積，i 1，2，曲面總數(shù) 缺?。篗CNP 將計(jì)算所有曲面的面積。在面積卡上沒有填寫的面積，將使用計(jì)算的面積值。 記錄計(jì)數(shù)所需的面積也可以由 SDn 卡提供。如果 AREA 卡和 SDn 卡都未提供記錄計(jì)數(shù)所需的面積，而 MCNP 又無法計(jì)算該面積，將產(chǎn)生致命錯(cuò)誤。 記錄計(jì)數(shù)時(shí)，通常要用 SDn 卡提供的面積。當(dāng)記錄面積是整個(gè)曲面時(shí)，也可以用 AREA 卡提供的面積；否則，如果只記錄一段曲面的計(jì)數(shù)，則只能用 SDn 卡提供的面積。,TRn

31、 坐標(biāo)變換卡 TRn O1 O2 O3 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 M n變換號， 1 n 999 O1，O2，O3坐標(biāo)變換向量的位移。 B1至B9坐標(biāo)變換的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)矩陣。 M1， 表示位移是輔助坐標(biāo)系原點(diǎn) 相對于基本坐標(biāo)系的位移。 -1，表示位移是基本坐標(biāo)系原點(diǎn) 相對于輔助坐標(biāo)系的位移。 缺省值為：TRn 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 *TRn表示 Bi是角度而非角度的余弦，Bi的角度范圍從0至180 ，其排列順序如下：,Bi的意義與M無關(guān)。用戶不必給出全部的Bi值，使用nJ 格式可以跳過不用的項(xiàng)。Bi可按以下五種方式中的任意一種方式指定： 給

32、出全部 9 個(gè)元素。 給出矩陣中列或行方向上的兩個(gè)向量（6個(gè)值），MCNP將用矢積產(chǎn)生矩陣的第三個(gè)向量。 給出矩陣中列和行方向上各一個(gè)向量（5個(gè)值），其中的公共分量必須小于1，MCNP將用歐拉角方法完成該矩陣。 給出矩陣中列或行方向上的一個(gè)向量（3個(gè)值），MCNP將用某種任意的方法生成其它兩個(gè)向量。 不給出Bi的值， MCNP將生成單位矩陣。 一個(gè)問題中最多可有999個(gè)坐標(biāo)變換卡。,重復(fù)結(jié)構(gòu)卡 以下四種卡片用于描述具有重復(fù)結(jié)構(gòu)的物體。 UUniverse TRCL柵元變換 LAT柵格 FILL填充 這些卡也屬于柵元參數(shù)。 柵元參數(shù)可以在柵元卡上定義。 LIKE n BUT 結(jié)構(gòu)可以用來定義另一

33、相似的柵元。 U卡用來指定該柵元是屬于哪個(gè)集合的。 FILL卡用來說明該柵元是用哪個(gè)集合的柵元來填滿的。 TRCL卡使得只需一次描述界定在形狀和尺寸相同，只是位置不的幾個(gè)柵元的曲面。 LAT卡用來定義一個(gè)無限的六面體或六棱柱陣列。,U Universe（集合）卡或 U卡 u=集合號 Universe 可以是一個(gè)柵格或者是一組普通柵元的集合。U卡上的非零項(xiàng)表示對應(yīng)柵元所屬的集合號。如果沒有U卡或?yàn)榱?，則該柵元不屬于任何集合。集合號可以是任意整數(shù)。而 FILL 卡指明該柵元用指定集合中的所有柵元去填充。集合中的柵元的大小可以是有限的或者無限的，但是它們必須填滿要填充的柵元里面的全部空間。 集合可有

34、嵌套，即集合中的某個(gè)柵元可以用低一級的集合柵元來填充，嵌套最多可有10級，最高從0級（整個(gè)系統(tǒng)）開始，低一級是1級、2級、。低一級的集合柵元可有自己的坐標(biāo)系和原點(diǎn)，與上一級無關(guān)。然而，當(dāng)它們的曲面處在同一坐標(biāo)系時(shí)，可用TRCL卡定義這兩者的坐標(biāo)系統(tǒng)。,填充的集合柵元和被填充柵元平的面可以（嚴(yán)格）一致。 例子： 1 0 -20 fill=1 2 0 -30 u=1 fill=2 lat=1 3 0 -11 u=-2 4 0 11 u=2 5 0 20 20 rpp 0 50 -10 10 -5 5 30 rpp 0 10 0 10 11 s 5 5 0 4 集合號前加“-”號表明該柵元不會被任何

35、較高級柵元的邊界所截?cái)啵虼撕雎詫^高級柵元的邊界的計(jì)算，使問題運(yùn)行得更快。,TRCL 柵元變換卡 當(dāng)幾個(gè)柵元形狀和尺寸相同，只是位置不同時(shí)，要描述界定這些柵元的曲面，如果使用柵元變換卡則只需描述一次。 格式： TRCL=n n為TR卡的卡號，TR卡含有該柵元所有曲面的一個(gè)坐標(biāo)變換。 或 TRCL(坐標(biāo)變換) 坐標(biāo)變換的規(guī)定與TRn卡相同。 如果使用 *TRCL，則和 *TRn卡一樣，其轉(zhuǎn)換矩陣項(xiàng)是角度而非余弦。 如果柵元有TRCL卡，則界定該柵元的曲面的編號為 1000柵元號原曲面號；在其它柵元卡以及計(jì)數(shù)卡上可以使用該曲面。該方法限定了柵元號和原曲面號不能超過3位數(shù)。,LAT 柵格卡 LAT

36、 卡用來產(chǎn)生一個(gè)柵格陣列。LAT=1 表示該柵格是一個(gè)六面體，LAT=2 表示該柵格是一個(gè)六棱柱。LAT卡的非零項(xiàng)表示相應(yīng)的柵元是柵格陣列中的一個(gè) (0,0,0) 柵格元素。其它柵格元素用不同的下標(biāo)來區(qū)分，下標(biāo)確定的規(guī)則如下： 用三個(gè)下標(biāo)來指示該柵格元素相對于 (0,0,0) 柵格元素的位置。下標(biāo)的增減表明其相應(yīng)方向的偏移。 對于六面體柵格，第一個(gè)面的外面是 (1,0,0) ，第二個(gè)面的外面是 (-1,0,0) ，然后依次為 (0,1,0) 、 (0,-1,0) 、 (0,0,1) 、 (0,0,-1) 。 上述各個(gè)面的序號是根據(jù)它們的順序確定的，所以在填寫柵元卡時(shí)要注意各個(gè)面的位置。,對于六

37、棱柱，第一和第二個(gè)下標(biāo)指示六棱柱相鄰的兩個(gè)面的方向，第三個(gè)下標(biāo)指示柱長的方向，如圖所示，第一個(gè)面的外面是 (1,0,0) ，第二個(gè)面的外面是 (-1,0,0) ，然后依次為 (0,1,0) 、 (0,-1,0) 、 (-1,1,0) 、 (1,-1,0) 、 (0,0,1) 、 (0,0,-1) 。 各個(gè)面的序號同樣 是根據(jù)它們的順序 確定的，且最后兩 個(gè)面必須是六棱柱 的底面。,FILL 填充卡 FILL卡的非零項(xiàng)指明用來填充相應(yīng)柵元的集合號。該集合由具有相同U卡編號的柵元組成。FILL項(xiàng)后面可選擇加一對括號，里面填變換號或變換本身；表明集合經(jīng)坐標(biāo)變換后填充該柵元，即該坐標(biāo)變換反映了填充的集

38、合柵元和被填充柵元兩者坐標(biāo)系之間的關(guān)系。如果沒有變換，則該集合繼承被填充柵元的坐標(biāo)變換。同樣，用 *FILL 表明變換矩陣中各元素是旋轉(zhuǎn)角度而非其余弦。 如果被填充的柵元是柵格陣列，F(xiàn)ILL的說明或者是一項(xiàng)或者是一個(gè)數(shù)組。如果是一項(xiàng)，則該柵陣的某個(gè)柵元都用該項(xiàng)指定的同一個(gè)集合柵元填充。如果是一個(gè)數(shù)組，則只填充由這個(gè)數(shù)組所覆蓋的那部分柵格元素，柵陣的其余部分不存在。且可用不同的集合柵元來填充各個(gè)柵格元素。,柵格填充的柵元的數(shù)組由定義該數(shù)組三維尺寸的三個(gè)說明項(xiàng)以及數(shù)組值本身組成。三個(gè)說明項(xiàng)定義了三個(gè)柵格下標(biāo)的范圍，格式類似于FORTRAN語言（n:m），其下界和上界必須明確地用正、負(fù)或零整數(shù)表示，

39、并用冒號（: ）分隔。每個(gè)柵格元素的下標(biāo)由它相對于 (0,0,0) 元素的位置確定。 每個(gè)數(shù)組元素對應(yīng)該柵陣的一個(gè)柵格元素，其值為填充該柵格元素的集合號。有兩個(gè)數(shù)值具有特殊的意義：零值表示該柵格元素不存在，這樣用零就可以構(gòu)造特殊結(jié)構(gòu)的柵陣；與該柵元的集合號相同的值則表明該柵格元素不用任何集合去填充，但要用該柵格柵元在柵元卡上指定的材料去填充。 跟單項(xiàng)的FILL卡一樣，數(shù)組中的任何一個(gè)值后面都可以選擇用一對括號，括號里面是一個(gè)變換號或變換本身。,例： FILL=0:2 1:2 0:1 4 4 2 0 4 0 4 3 3 0 4 0 表示該柵陣只有 8 各元素。元素 (0,1,0)、(1,1,0)

40、、(1,2,0)、(0,1,1) 和 (1,2,1) 用集合 4 來填充。元素 (2,1,0) 用集合 2 來填充。元素 (1,1,1) 和 (2,1,1) 用集合 3 來填充。,減方差 MCNP運(yùn)用以下卡片來減小方差：,IMP或WWN卡之一是必須的，其它卡片是可選的。,IMP 柵元重要性卡 格式： IMP:nx1 x2 xi xI n 中子為 N，光子為 P，電子為 E。 N, P 、 P, E 或 N, P , E 也是允許的，如果 它們的值相同。 xi 柵元 i 的重要性，i 1，2，I I 問題中的柵元總數(shù)。 缺?。涸谝粋€(gè)MODE N P 問題中，若省略了IMP:P卡，則所有柵元的光子

41、重要性都置 1，除非其中子重要性為零，這時(shí)其光子重要性也為零。 柵元重要性卡用于輸入各個(gè)柵元的重要性。 零重要性可以用來終止粒子的歷史。 IMP 卡是必須的，除非用了WWN卡。,例： IMP:N1 2 2M 0 1 20R 表示柵元1的中子重要性為1，柵元2為2，柵元3為4，柵元4為0，柵元5至25為1。此時(shí)如果一個(gè)粒子從柵元2進(jìn)入柵元3，則粒子分裂為兩個(gè)粒子，每個(gè)粒子權(quán)重為原來的一半。若粒子從柵元3進(jìn)入柵元2，則以50的概率進(jìn)行俄國輪盤賭終止粒子的歷史，如果未能終止，則粒子的權(quán)重加倍。 如果粒子進(jìn)入“0”重要性柵元，則粒子被殺死。 如果粒子進(jìn)入真空柵元，則即不分裂也不終止，然而，當(dāng)粒子離開真

42、空進(jìn)入一個(gè)非真空柵元時(shí)，則要根據(jù)其重要性比值得增減進(jìn)行分裂或俄國輪盤賭。,ESPLT 能量分裂和俄國輪盤賭卡 格式： ESPLT:nN1 E1 N2 E2 N5 E5 n 中子為 N，光子為 P，電子為 E。 Ni 粒子分裂的軌跡數(shù)。 Ei 發(fā)生分裂的能量（MeV）。 缺?。菏÷源丝▌t不進(jìn)行能量分裂。 該卡用于進(jìn)行能量分裂和俄國輪盤賭。 該卡最多可輸入5對參數(shù)。Ni 可以是非整數(shù)，也可以是一個(gè)在0和1之間的數(shù)，此時(shí)要進(jìn)行的是俄國輪盤賭，該值為其存活概率。 當(dāng)粒子能量降至Ei 以下時(shí)，進(jìn)行分裂或俄國輪盤賭。當(dāng)粒子能量升至Ei 以上時(shí)，則進(jìn)行相反的動(dòng)作（Ni 0 時(shí)，這種情況不進(jìn)行動(dòng)作）。,例：

43、ESPLT:N2 .1 2 .01 .25 .001 該例表示當(dāng)粒子能量降至0.1MeV以下時(shí)，做一個(gè)1變2的分裂，當(dāng)粒子能量降至0.01MeV以下時(shí)，同樣做一個(gè)1變2的分裂，當(dāng)粒子能量降至0.001MeV以下時(shí)，做一個(gè)存活概率為25的俄國輪盤賭。 反之，當(dāng)粒子能量升至0.1MeV以上時(shí)，做一個(gè)存活概率為50的俄國輪盤賭，當(dāng)粒子能量升至0.01MeV以上時(shí)，同樣做一個(gè)存活概率為50的俄國輪盤賭，當(dāng)粒子能量升至0.001MeV以上時(shí)，做一個(gè)1變4的分裂。,PWT 光子權(quán)重卡 格式： PWTW1 W2 Wi WI Wi 柵元 i 中中子碰撞產(chǎn)生光子的相對權(quán)重門限。 I 問題中的柵元總數(shù)。 缺?。菏?/p>

44、略此卡，則所有柵元的Wi = -1。 該卡用于控制中子碰撞產(chǎn)生的次級光子數(shù)目和權(quán)重。 對于正的Wi 項(xiàng)，只有權(quán)重大于Wi*Is / Ii 的次級光子能產(chǎn)生，否則要進(jìn)行俄國輪盤賭決定其是否存活，其中 Is 和 Ii 是中子從柵元 s 出發(fā)在柵元 i 中碰撞的兩個(gè)柵元的中子重要性。 對于負(fù)的Wi 項(xiàng)，權(quán)重門限為 -Wi*Ws* Is / Ii ，其中 Ws 是誘發(fā)次級光子的中子的初始權(quán)重。 如果Wi = 0，則只要可能總是產(chǎn)生光子。如果 Wi = -1.0E6 則不讓該柵元產(chǎn)生次級光子。,EXT 指數(shù)變換卡 格式： EXT:nA1 A2 Ai AI n 中子為 N，光子為 P，對電子無效。 Ai

45、柵元 i 的指數(shù)變換項(xiàng)，格式為A=QVm， Q 描述表示拉伸強(qiáng)度， Vm 定義拉伸方向。 I 問題中的柵元總數(shù)。 缺?。翰贿M(jìn)行指數(shù)變換，Ai = 0。 該卡用于拉伸粒子的輸運(yùn)距離。 當(dāng)某個(gè)柵元設(shè)置了強(qiáng)迫碰撞或沒有設(shè)置有效的權(quán)重控制時(shí)，不應(yīng)使用指數(shù)變換。當(dāng)粒子通量近似為一個(gè)指數(shù)分布時(shí)（如強(qiáng)吸收問題），指數(shù)變換有比較好的效果。,指數(shù)變換方法通過調(diào)整總截面來拉伸粒子的輸運(yùn)距離，方法如下： 拉伸參數(shù) p 可用以下三種方法指定：,拉伸方向用Ai 項(xiàng)中的Vm定義，有以下三種選擇： Ai 項(xiàng)中沒有Vm，即拉伸參數(shù)僅填寫Ai =Q 。這時(shí)拉伸方向即為粒子運(yùn)動(dòng)方向（1）。該方法不推薦，除非Ai =Q =S（飛行

46、路徑隱式俘獲），這時(shí)輸運(yùn)距離是散射距離而不是碰撞距離。 指定拉伸方向?yàn)閂m，拉伸方向是從碰撞點(diǎn)到指定點(diǎn) (xm, ym, zm ) 的方向，其中 (xm, ym, zm ) 由VECT卡指定。是粒子運(yùn)動(dòng)方向與拉伸方向Vm之間的夾角余弦。Ai 的符號表明拉伸方向是朝向還是遠(yuǎn)離 (xm, ym, zm ) 。 指定拉伸方向?yàn)閂m=X、Y或Z，則是粒子運(yùn)動(dòng)方向與X、Y或Z軸之間的夾角余弦。Ai 的符號表明拉伸方向是朝向還是遠(yuǎn)離X、Y或Z軸。,例：EXT:N0 0 .7V2 S -SV2 -.6V9 0 .5V9 SZ -.4X VECTV9 0 0 0 V2 1 1 1 該例中有10個(gè)柵元，對于光子

47、以及柵元1、2和7都不做指數(shù)變換。下面為其它柵元徑跡長度拉伸一覽表：,VECT 矢量輸入卡 格式： VECT Vm xm ym zm Vn xn yn zn m，n 標(biāo)記矢量Vm和Vn的任意編號。 xm, ym, zm 定義矢量Vm的三維坐標(biāo)值。 缺?。簾o。 VECT卡的數(shù)據(jù)項(xiàng)為4個(gè)一組定義一個(gè)矢量，可定義任意數(shù)目的矢量，這些矢量可用于指數(shù)變換或用于用戶程序。,FCL 強(qiáng)迫碰撞卡 格式： FCL:nx1 x2 xi xI n 中子為 N，光子為 P，對電子無效。 xi 柵元 i 的強(qiáng)迫碰撞控制參數(shù)，-1 xi 1。 I 問題中的柵元總數(shù)。 缺?。簒i 0，不強(qiáng)迫碰撞。 FCL卡控制中子或光子在

48、每個(gè)柵元內(nèi)強(qiáng)迫碰撞，這對點(diǎn)探測器或DXTRAN球產(chǎn)生貢獻(xiàn)是非常有用的。當(dāng)粒子進(jìn)入強(qiáng)迫碰撞的柵元時(shí)，在其曲面上不做權(quán)窗游戲。,如果 xi0，則用適當(dāng)?shù)臋?quán)重控制把進(jìn)入柵元 i 的粒子分為碰撞部分和不碰撞部分。如果 | xi | 1，對碰撞部分以 | xi | 的幸存概率做俄國輪盤賭以防止碰撞的歷史數(shù)變得太大。如果一些強(qiáng)迫碰撞的柵元彼此相鄰，則建議選 xi 為小數(shù)。 如果 xi0，強(qiáng)迫碰撞過程僅適用于進(jìn)入該柵元的粒子。強(qiáng)迫碰撞之后，不考慮權(quán)重截?cái)嗖⒂猛ǔ５念愃品绞教幚硪院蟮娜颗鲎?。不忽略?quán)窗，在記錄對探測器和DXTRAN球的貢獻(xiàn)后使用這些權(quán)窗。 如果 xi0，強(qiáng)迫碰撞過程適用于進(jìn)入該柵元的粒子以及

49、碰撞后在權(quán)重截?cái)嗷驒?quán)窗游戲中存活的粒子。粒子繼續(xù)被分為不碰撞部分和碰撞部分（以概率 | xi | 存活）直至其被權(quán)重截?cái)嗷驒?quán)窗游戲殺死。,一般情況下令 xi1或1。當(dāng)一些強(qiáng)迫碰撞的柵元彼此相鄰或者強(qiáng)迫碰撞產(chǎn)生的粒子歷史數(shù)高于我們的預(yù)期數(shù)目時(shí)，應(yīng)置 xi 為小數(shù)。 當(dāng)使用重要性時(shí)，選 xi0，因?yàn)槿绻?xi0 時(shí)將關(guān)閉權(quán)重截?cái)嘤螒颉?權(quán)窗卡 權(quán)窗是對指定空間及能量重要性函數(shù)提供重要性（IMP:n卡）以及能量分裂（ESPLT:n卡）的另一種方法。它們也能提供時(shí)間重要性函數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是： 提供空間和時(shí)間或空間和能量的二維的重要性函數(shù)。 控制粒子的權(quán)重。 與其它減方差技巧不矛盾，如指數(shù)變換（EXT:n卡

50、）。 在粒子穿越曲面或碰撞，或者兩者都可以使用。 能夠控制分裂和俄國輪盤賭的程度。 可在指定的空間或能量范圍內(nèi)關(guān)閉權(quán)窗。 可用權(quán)窗生成器自動(dòng)產(chǎn)生權(quán)窗。 權(quán)窗的缺點(diǎn)是： 權(quán)窗不如重要性直觀易懂。 當(dāng)源粒子權(quán)重改變時(shí)，權(quán)窗需要重新歸一。,WWE 權(quán)窗能量或時(shí)間卡 格式： WWE:n E1 E2 Ei Ej ； j 99 n 中子為 N，光子為 P，電子為 E。 Ei 能量間隔，第 i 個(gè)能窗為： Ei-1EEi E0 0 缺?。喝绻麤]有此卡，但又使用權(quán)窗，則建立一個(gè) 整個(gè)能量或時(shí)間范圍的能量或時(shí)間區(qū)間。 該卡是一個(gè)選擇卡，必須和WWN卡配合使用。 該卡為WWN卡定義了一個(gè)能量或時(shí)間間隔，最低能量為

51、 0，最小時(shí)間為，在WWN卡不用填寫。至于該卡填寫的是能量還是時(shí)間間隔，要根據(jù)WWP卡上的第六項(xiàng)來指定。,WWN 權(quán)窗邊界卡 格式： WWNi:n wi1 wi2 wij wiJ n 中子為 N，光子為 P，電子為 E。 wij 在柵元 j ，能量或時(shí)間間隔為 Ei-1EEi （在WWE卡上定義）的權(quán)重下限。 如果沒有WWE卡，i 1。 J 問題中的柵元總數(shù)。 除非使用了重要性卡或網(wǎng)格權(quán)重卡，否則必須使用權(quán)重窗（ WWN和WWP卡）。 該卡指定了與空間和能量有關(guān)的權(quán)窗下限。它必須和WWP卡一起使用。如果權(quán)窗和能量或時(shí)間有關(guān)，則應(yīng)有WWE卡。如果使用了WWN:n 卡，則不應(yīng)使用IMP:n卡，其中

52、 n 是同一個(gè)粒子類型。,WWP 權(quán)窗參數(shù)卡 格式： WWP:n WUPN WSURVN MXSPLN MWHERE SWITCHN MTIME n 中子為 N，光子為 P，電子為 E。 WUPN當(dāng)粒子權(quán)重超過 WUPN 與權(quán)窗下限的乘積 時(shí)，粒子將被分裂。要求 WUPN2。 WSURVN 如果粒子在俄國輪盤賭中幸存，則其權(quán) 重變?yōu)?WSURVN 與權(quán)窗下限的乘積， 要求 1 WSURVN WUPN 。 MXSPLN粒子分裂時(shí)，分裂數(shù)目不超過MXSPLN ； 粒子進(jìn)行俄國輪盤賭時(shí)，幸存概率 不小于1/ MXSPLN 。 MXSPLN1。,MWHERE該參數(shù)決定在什么地方檢查粒子權(quán)重。 1：僅在

53、粒子碰撞時(shí)檢查粒子權(quán)重。 0：在粒子穿越界面以及碰撞時(shí)檢查粒子權(quán)重。 1：僅在粒子穿越界面時(shí)檢查粒子權(quán)重。 SWITCHN 該參數(shù)決定從那里獲得權(quán)窗下限。 0：從外部的WWINP文件中讀入。 0：從WWNi卡讀入。 0：權(quán)窗下限等于 SWITCHN 除以柵元重要性。 MTIME 指定能量相關(guān)或時(shí)間相關(guān)的權(quán)窗。 0，權(quán)窗與能量有關(guān)（WWE卡指定能量間隔）。 1，權(quán)窗與時(shí)間有關(guān)（WWE卡指定時(shí)間間隔）。 缺省：WUPN5；WSURVN0.6*WUPN；MXSPLN5； MWHERE0；SWITCHN0；MTIME0。,權(quán)窗生成卡 權(quán)窗生成器估算由用戶指定的空間及能量范圍的重要性。然后按與該重要性成

54、反比計(jì)算與空間及能量有關(guān)的權(quán)窗參數(shù)。 權(quán)窗生成器估算柵元的平均重要性。如果柵元太大，則柵元內(nèi)部的重要性變化也大，這時(shí)平均重要性就不能代表這個(gè)柵元。不適當(dāng)?shù)膸缀蚊枋鲆矔疣徑鼥旁g的重要性差別較大。還好，權(quán)窗生成器能夠確定幾何描述對于采樣來說是否適當(dāng)并給出信息。如果幾何描述對重要性的劃分不合適，則應(yīng)使用網(wǎng)格權(quán)窗。,WWG 權(quán)窗生成器卡 格式：WWGIt Ic Wg J J J J IE It問題的計(jì)數(shù)號（Fn卡上的n）。權(quán)窗生成器將根 據(jù)由TFn卡定義的特殊的計(jì)數(shù)區(qū)間進(jìn)行優(yōu)化。 Ic產(chǎn)生柵元權(quán)窗或網(wǎng)格權(quán)窗。 0：產(chǎn)生柵元權(quán)窗，Ic 為參考柵元（典型是用源柵元）。 0：產(chǎn)生網(wǎng)格柵元（ MESH

55、卡）。 Wg產(chǎn)生網(wǎng)格或柵元 Ic 的權(quán)窗下限的值。 0：為平均源權(quán)重的一半。 J未用。 IE產(chǎn)生能量相關(guān)或時(shí)間相關(guān)的權(quán)窗。 0：說明 WWGE卡定義的是能量間隔。 1：說明 WWGE卡定義的是時(shí)間間隔。,WWG卡為計(jì)數(shù) It 生成最優(yōu)的重要性函數(shù)。對于柵元權(quán)窗生成器，將在輸出文件OUTP 的WWE和WWNi卡上打印重要性函數(shù)及其評價(jià)和總結(jié)；同時(shí)也在權(quán)窗生成器的輸出文件WWOUT 中打印。而對于網(wǎng)格權(quán)窗生成器，重要性函數(shù)以及網(wǎng)格描述僅寫到WWOUT 文件中。這兩種情況對于在接續(xù)運(yùn)行中使用生成的權(quán)窗重要性函數(shù)是很容易的，只需在WWP卡上讓 SWITCHN0即可。 對于許多問題來說，MCNP生成的重

56、要性函數(shù)要優(yōu)于一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的用戶在 IMP卡上推測的值。 要生成與能量或時(shí)間有關(guān)的權(quán)窗，需要WWGE卡對能量或時(shí)間進(jìn)行劃分。,WWGE 權(quán)窗生成器的能量或時(shí)間卡 格式： WWGE:n E1 E2 Ei Ej ； j 15 n 中子為 N，光子為 P，電子為 E。 Ei 能量間隔，第 i 個(gè)能窗為： Ei-1EEi E0 0 缺省：如果沒有此卡，但又使用權(quán)窗，則建立一個(gè) 整個(gè)能量或時(shí)間范圍的能量或時(shí)間區(qū)間。 如果有此卡但沒有輸入項(xiàng)，則將產(chǎn)生10個(gè)能 量/時(shí)間間隔，Ei 10i-8 MeV/10-8秒，j10。,MESH 分層重要性網(wǎng)格權(quán)窗生成器卡 格式： MESH 網(wǎng)格變量=描述 等號“=”是可選

57、的。 網(wǎng)格變量說明,網(wǎng)格變量說明（續(xù)）,粗網(wǎng)格的位置依次為各個(gè)方向上正向的界面位置。對于直角幾何，界面分別為垂直于 x、y 和 z 軸的平面，位置為其在柵元幾何中的坐標(biāo)。而且原點(diǎn)指定了粗網(wǎng)格在各個(gè)方向上的最負(fù)向的界面位置。 對于圓柱幾何，原點(diǎn)為底面中心在柵元幾何中的坐標(biāo)，粗網(wǎng)格的位置為其相對于圓柱幾何( r , z ,)原點(diǎn)正向的界面位置，最負(fù)的界面位置為 (0,0,0)。圓柱幾何需要AXS和VEC向量，它們可以不是直角，但不能平行，它們定義了圓柱幾何 原點(diǎn)的0 的半平面。方向的坐標(biāo)為該半平面旋轉(zhuǎn)的相對值，從 0 至 1，方向最后一個(gè)界面坐標(biāo)值必須是1。 在粗網(wǎng)格中再按給定的數(shù)目均勻地劃分出細(xì)網(wǎng)格，就完成了整個(gè)網(wǎng)格的劃分，網(wǎng)格必須覆蓋整個(gè)柵元幾何。權(quán)窗生成方法與柵元權(quán)窗類似。,例1GEOM=cyl REF=1e-6 1e-7 0 ORIGIN=1 2 3 IMESH2.55 66.34 IINTS 2 15 JMESH33.1 42.1 53.4 139.7 JINTS 6 3 4 13 KMESH .5 1 KINTS 5 5 例2GEOM=rec REF=1e-6 1e-7 0 ORIGIN=-66.34 -38.11 -60 IMESH-16.5 3.8 53.66 IINTS 10 3 8,PD 探測器貢獻(xiàn)卡 格