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MCNP-3B/PC
程序使用说明书
西安交通大学
一九九八年五月
i
目 录
第一章 MCNP-3B/PC程序概况 ..........................................................................................1
1.1 MCNP-3B/PC 的基本结构......................................................................................1
l.2 MCNP-3B/PC 源程序及数据库 ..............................................................................2
1.2.1 MCNP 源程序文件.......................................................................................2
1.2.2 MCNP 数据文件 ..........................................................................................2
1.3 MCNP-3B/PC 的安装和运行..................................................................................5
l.3.1 MCNP-3B/PC 程序的安装 ...........................................................................5
1.3.2 MCNP-3B/PC 程序的运行.........................................................................5
第二章 MCNP的输入文件 ..................................................................................................6
2.l 输入文件的基本格式...............................................................................................6
2.1.l 信息块............................................................................................................6
2.1.2 初始运行的输入文件...................................................................................7
2.1.3 接续运行的输入立件...................................................................................7
2.1.4 卡片书写格式.................................................................................................8
2.1.5 粒子标识符...............................................................................................11
2.1.6 缺省值.......................................................................................................11
2.1.7 输入错误信息.............................................................................................11
2.1.8 检查几何错误.............................................................................................11
2.2 栅元描述卡..........................................................................................................12
2.2.1 栅元描述的一般卡片格式.........................................................................12
2.2.2 重复结构与栅元描述的简写格式.............................................................14
2.2.3 与重复结构有关的 4 个栅元参数卡 .........................................................14
2.2.4 重复结构应用的例子.................................................................................17
2.3 曲面描述卡............................................................................................................30
2.3.l 用方程定义曲面..........................................................................................30
2.3.2 用几何点定义曲面...................................................................................32
2.3.3 由三个点定义一般平面.............................................................................33
第三章 数据卡.....................................................................................................................34
3.l 问题类型(MODE)卡..............................................................................................34
3.2 栅元参数及曲面参数卡........................................................................................34
3.2.1 IMP 重要性卡.............................................................................................35
3.2.2 VOL 栅元体积卡......................................................................................35
3.2.3 AREA 曲面面积卡 .....................................................................................36
3.2.4 PWT 光子权重卡 .......................................................................................36
3.2.5 EXT 指数变换卡 ........................................................................................37
3.2.6 VECT 向量输入卡 .....................................................................................38
3.2.7 FCL 强迫碰撞卡 ........................................................................................38
3.2.8 权窗卡.........................................................................................................39
ii
3.2.9 权面产生器卡.............................................................................................41
3.2.10 PDn 探测器贡献卡.................................................................................41
3.2.11 DXC DXTRAN 贡献卡....................................................................42
3.3 坐标变换(Tan)卡 ...................................................................................................42
3.4 源的描述卡............................................................................................................43
3.4.1 通用源描述.................................................................................................44
3.4.2 面源描述.....................................................................................................52
3.4.3 临界源描述...........................................................................................55
3.4.4 用户提供的子程序 SOURCE 及 SRCDX.................................................56
3.4.5 MGOPT 多群特征卡..................................................................................56
3.4.6 PIKMT 光子产生偏倚卡 ...........................................................................57
3.5 记数指定卡............................................................................................................58
3.5.1 Fna 记数卡..................................................................................................59
3.5.2 FCn 记数注释卡 .........................................................................................61
3.5.3 En 记数的能量卡 .....................................................................................61
3.5.4 Tn 记数的时间卡 .......................................................................................62
3.5.5 Cn 记数的余弦卡 .....................................................................................62
3.5.6 FQn 打印层次卡......................................................................................63
3.5.7 FMn 记数乘子卡 ......................................................................................63
3.5.8 DEn 及 DFn 剂量转换卡 ...........................................................................65
3.5.9 EMn 能量乘子卡........................................................................................66
3.5.10 TMn 时间乘子卡......................................................................................66
3.5.11 CMn 余弦乘子卡....................................................................................67
3.5.12 CFn 栅元标记卡(记数类型 1,2,4,6,7) ................................................67
3.5.13 SFn 曲面标记卡 .....................................................................................68
3.5.14 FSn 分段记数卡(记数类型 1,2,4,6,7)...............................................68
3.5.15 SDn 分段除数卡(记数类型 1,2,4,6,7)............................................69
3.5.16 FUn TALLYX 输入卡.............................................................................70
3.5.17 TFn
记数涨落卡 .....................................................................................71
3.5.18 DDn 探测器诊断卡 ................................................................................72
3.5.19 DXT DXTRAN 卡 .................................................................................73
3.5.20 FTn 记数特殊处理卡 ...............................................................................74
3.6 材料的描述............................................................................................................75
3.6.1 Mm 材料卡 .................................................................................................76
3.6.2 DRXS 离散反应截面卡 ...........................................................................76
3.6.3 TOTNU 总裂变卡 ......................................................................................77
3.6.4 NONU 裂变关闭卡 ....................................................................................77
3.6.5 AWTAB 原子量卡......................................................................................77
3.6.6 XSn 截面文件卡.........................................................................................78
3.6.7 VOID 取消材料卡......................................................................................78
3.7 能量及热处理方式的指定....................................................................................78
iii
3.7.1 PHYS 能量物理截断卡..............................................................................78
3.7.2 ESPLT 能量分裂与轮盘赌卡.....................................................................79
3.7.3 TMP 自由气体模型热温度卡..................................................................79
3.7.4 THTME 自由气体模型热温度时间卡 ......................................................80
3.7.5 MTm S(材料卡).....................................................................................80
3.8 问题的截断卡........................................................................................................81
3.8.1 CUT 截断卡................................................................................................81
3.8.2 NPS 历史截断卡.......................................................................................82
3.8.3 CTME 计算时间截断卡...........................................................................82
3.9 用户数据数组......................................................................................................82
3.10 外围卡................................................................................................................83
3.10.1 PRDMP 打印及转储周期卡 ....................................................................83
3.10.2 LOST 丢失粒子控制卡 ..........................................................................83
3.10.3 DBCN 调试参量卡.................................................................................83
3.10.4 FILES 文件生成卡 ...............................................................................85
3.10.5 PRINT 输出打印卡 ..............................................................................86
第四章 输入文件卡片综述.................................................................................................87
·附录 1 截面数据目录表........................................................................................90
1
第一章 MCNP-3B/PC程序概况
MCNP 是美国 Los Alamos 实验室应用理论物理部(X 部)的 Monte Carlo 小组(X-6 小组)
研制的用于计算复杂三维几何结构中的粒子输运的大型多功能蒙特卡罗程序。它可用于计算
中子、光子、中子-光子耦合以及光子-电子耦合的输运问题,也可计算临界系统(包括次临
界及超临界)的本征值问题。MCNP 使用精细的点截面数据。考虑了 ENDF/B-V 库给出的
所有中子反应类型。对于热中子,可选用自由气体及 S(α,β)因两种模型处理。它的通用性
很强,使用也较容易。为方便用户对几何输入卡的检查,配备了几何绘图程序。MCNP 的记
数部分是精心设计的,除有标准类型的记数外,也为用户准备了接口,用户想要的任何物理
量几乎都能够计算。??MCNP 中汇集了非常丰富的降低方差技巧,对截面数据也进行了广
泛的收集。
MCNP-3B 完全是按照美国国家标准学会(ANSI)的标准 FORTRAN77 书写的,以前版
本中依附于 Los Alarnos 软件及操作系统的内容大都于予以替换。广泛使用可调数组,也免
除了很多原有的限制(如栅元及曲面数的限制等)。
MCNP-3B/PC 微机本版本为我们将 MCNP-3B IBM 版本移植到微机上的版本。
1.1 MCNP-3B/PC 的基本结构
MCNP-3B/PC 程序为模块式结构。是由一个主程序和若干子程序组成,并按其功能分为
一些主要模块。
MCNP 是主程序模块,它根据正在运行的问题之需要分别调用 IMCN、 MCRUN、XACT
和 PLOT 等主要模块。
IMCN 模块总是要被调用的,其任务是读入输入文件 INP,并对输入数据进行分析处理。
它根据输入信息定义动态分配存储空间的大小,对相应的动态分配数组建立相对地址索引
表,随后将调用所需要的模块如 RDPROB、TRFMAT、ITALLY 和 VOLUM 等。
RDPROB 模块主要是依序读人输入文件 INP 的卡片映像,通过分析处理送入相应的存
储位置。 TRFMAT 模块对非标准形式输入的曲面描述卡,完成坐标变换,给出曲面标准形
式的方程系数;对输入的源分布处理成便于抽样的形式。ITALLY 模块对输入的记数及材料
说明信息进行加工处理。VOLUME 模块则主要是计算栅元的体积及曲面的面积,但限于具
有对称轴的情况。
MCRUN 模块是输运计算的实体,是 MCNP 的核心部分。它将根据需要调用两个模块
TRNSPT 和 OUTPUT。
TRNSPT 模块按用户指定的样本数 NPS 或时间限 CTME 完成对粒子历史的模拟。
OUTPUT 模块则实现对计算结果的编辑输出。
XACT 模块的任务是从截面数据文件中读出问题中所用核素的截面数据,并根据用户给
出的信息删去所关心能量范围以外的中子截面数据。
PLOT 模块实现在各种图像设备上绘制或显示问题的几何图形。它分别调用 SETUP 模
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