MCNP使用教程(2)

2019-08-29 20:42

分区的根目录下,所以在这里修改时,用户只需把e更换为实际存放的硬盘分区的盘符就可以了。

经过上面的修改后,用户就可以使用MCNP程序了。例如我们已经书写好了一个文件名为Xray7的输入文件,

A,那么我们可以通过下面的步骤进行计算。 1) 双击ccmd.bat,系统会弹出下面的窗口。

2) 在窗口内输入g5?Xray7并按回车,MCNP就开始进行计算了。界面如下图所示。

计算时MCNP会占据单个CPU的所有资源。若用户的计算机是单核的,那么CPU使用量是100%;若用户的计算机是双核的,那么CPU的使用量是50%。

B, 关于停止一次计算,可以通过在输入文件内限定计算时间或输运的起始粒子个数。此外,还可以通过dos下强制停止计算过程的方法。若想强制停止计算过程,可以使用Ctrl+C键停止计算。同时按下这两键时,屏幕会出现下面的界面。

在这个界面下,输入s并按回车,程序会输出已经消耗的计算时间;按下m是调用MCNP的画图软件,因为有了vised.exe程序,所以不建议使用这里的画图程序;按下q是停止计算程序,并输出结算结果。有时候,MCNP会等待正在模拟的一个粒子的输运过程结束后在结束程序,但并不会拖延太长时间;按下k是直接停止计算程序,而并不会输出计算结果。

C, 继续计算一个已计算完的模型。用户需要保留初始计算过程中产生的.r文件。还以上面的计算情况为例,在上一次计算中我们得到了Xray7.o(输出文件)和Xray7.r(计算过程的记录文件)。在dos命令行下输入resume?Xray7并按下回车,可以得到下面的界面。

在继续运算的情况,由于MCNP不会再次读入输入文件,而仅仅读入.r文件,所以这次计算的终止需要我们通过强制停止的方法。

D, 连续计算多个软件

这里只给出了计算一个文件的命令,若我们想连续地计算多个文件(如D1,D2然后在dos命令行下,键入gogo并按下回车,MCNP就可以依次计算D1,D2和D3了。

第2章 MCNP输入文件书写方法 2.1 MCNP输入文件规范

MCNP的输入文件在结构上基本上可以分为三块,分别为cell块、surface块和其他内容。块内除了注释外,不得有空行,而两个块之间只能有一个空行。通常情况下,每一行中只能有一个主导性的助记符,这个助记符可以有很多参数和附属的次要助记符。MCNP官方手册中称这样的助记符为卡(card)。每一列不得超过80个字符,若书写不下时,可以在行尾写入 &符号,并从下行继续书写。

输入文件的第一行不论写了什么都会被MCNP忽略掉,这一行的作用是方便用户给这个输入文件做一些备注。第二行后写计算模型,我的习惯是先写cell块,然后是surface块,最后是其他。

输入文件中有两种注释方法,助记符分别为c和$符号。在第一行写c就是把这一行都注释掉;在某一行的某列上写$就是注释该行该列后的内容。但是即使是注释,请用户也不要超过每一列80个字符(包括空格)的要求。

还有三个常用的助记符在这里介绍个用户,分别为r,i和j。r代表的是repeat,例如1 3r 就等于写了 1 1 1 1;i代表线性插入点,例如 1 2i 4 就等于写了 1 2 3 4;j代表的是jump,表示该位置使用默认值,例如1 j 2就等于写了 1 默认值 2。

由于MCNP对输入文件的规范要求苛刻,所以请用户谨记这样的规范。 2.1 7MeV轫致辐射X射线算例

下面将通过书写计算7MeV的轫致辐射X射线的角分布、能谱的方法介绍MCNP输入文件的书写方法。

在书写MCNP输入文件前,请用户首先想好要计算的模型,包括坐标系以及各个物体在这个坐标系内的相对位置。我的计算模型如下图所示。

图2计算模型;在图2的计算模型中感兴区是半径为100cm的球内;为了书写上面的计算模型,我们首先写surface;1,源所在面的书写方法:1PX-2;直于X轴的面;-2代表的是该面在X轴上的轴距;2,同理Au的左底面的书写方法:2PX0;3,同理Au的右底面的书写方法:3PX1;4,Au的侧面的书写方法:4CX1;到类似地,还会有CY和CZ的助记符);5,圈

图 2 计算模型

在图2的计算模型中感兴区是半径为100cm的球内,源是能量为7MeV,位置在(-2,0,0)的单向电子束;X射线靶是半径(Y或者Z方向)1cm,高度(X方向)1cm的金;其他位置均为真空。我将记录面设置在圈定感兴区的球面上。

为了书写上面的计算模型,我们首先写surface模块。这里需要定义的surface有源所在面;Au的三个表面(两个底面和一个侧面),圈定感兴区的球面;划分感兴区表面的记录用面。

1,源所在面的书写方法:1 PX -2。 这里的第一个1代表这个面的序号,这个序号将在书写cell块时用到;px为助记符表示该面是垂

直于X轴的面;-2代表的是该面在X轴上的轴距。 2,同理Au的左底面的书写方法:2 PX 0。

3,同理Au的右底面的书写方法:3 PX 1。(可以猜到类似地,还会有PY和PZ的助记符)。

4,Au的侧面的书写方法:4 CX 1。这里的4代表面的序号,cx代表这个面是轴心是X轴的圆柱面,后面的1代表圆柱面的半径。(可以猜

到类似地,还会有CY和CZ的助记符)。

5,圈定的感兴区的面的书写方法:100 SO 100。第一个100仍然代表面的序号。定义面的需要时,并不需要连续地定义,但要保证定义的

顺序是单调递增的。第二个so代表的是圆心在原点的球面,之后的 100就是圆的半径。

6,除了这些面,为了记录时把记录面分割为若干个小面,我们需要额外定义一些分割用面。为了把记录面(球面)分割为若干个球带,我们

可以定义若干个圆锥体,如 30 kx 0 0.234567901 1,其中30代表这 个面的序号;kx代表这个面是轴心是X轴的圆锥面;0代表圆锥的 顶点在原点;0.234567901代表圆锥体顶角的tan值的平方值;我们 可以想象,这样定义的圆锥体应有两叶,在Z<0的一叶和Z>0的一 叶。所以最后的1代表的是,我们想要的圆锥面是Z>0的一叶。我 们可以类似地定义很多这样的分割面。

有了这些surface的定义后,我们就可以开始书写cell块了。

1) 首先定义Au块(cell),它由三个面围成,它们是序号分别为2,3,4。Au块由2号面的向右方向(或X轴的正方向),3号面的向左方向(或X轴的负方向)以及4号面的内部围成。所以这个Au块(cell)的书写方法是:1 1 -19.3 2 -3 -4。第一个1代表的是这个cell的序号;第二个1代表的是这个cell所对应的材料种类为1,关于1号材料的定义将在后面介绍;第三个-19.3中,负号代表的是实际密度,若没有负号则代表的是原子密度。所以-19.3代表的是Au块(cell)的密度是19.3g/cm3;之后的2 -3 -4 描述的是Au块是由2号面的正方向,3号面的负方向,4号面的内部围成的。

2) 源不是一个物体,所以不需要在cell块中定义。而在感兴趣内,除了Au块(cell),其他位置均为真空。尽管是真空,我们仍需要在输入文件内把真空定义为一个物体。定义的方法如下:2 0 -100 #1。其中第一个2代表cell


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