MCNP初學(xué)者入門指南

1、MCNP初學(xué)者入門指南文中的XS52=XSDIR二九年五月目 錄一 MCNP概述1.1 MCNP計算過程1.2 MCNP 文件結(jié)構(gòu)1.3 MCNP使用方法二 MCNP輸入文件書寫方法2.1 輸入文件規(guī)范2.2 7MeV軔致輻射X射線算例三 輸出文件解讀第1章 MCNP概述1.1 MCNP計算過程MCNP（Monte Carlo N-Particle Transport code）是計算粒子輸運過程的一套蒙特卡羅模擬計算程序。這個程序需要用戶通過輸入文件給出計算模型。計算模型中需要提供源的屬性、感興區(qū)內(nèi)各種物體的屬性、記錄粒子信息的方法等。例如，若想計算一個1MeV的X射線透過2cm鐵的概率是多

2、少，我們可以通過下面的模型進(jìn)行計算，如圖1所示。圖 1 計算模型在上面的計算模型中，感興區(qū)是一個球的內(nèi)部，其中包含X射線源、鐵塊和記錄面，而其他位置均為真空。由于當(dāng)粒子被輸運到感興區(qū)外時，它將肯定不會再對記錄結(jié)果產(chǎn)生貢獻(xiàn)，所以程序會自動停止這個粒子的輸運過程，這也正是設(shè)定感興區(qū)的原因。源的屬性主要包括位置、能量、出射方向、粒子種類等。圖1的計算模型中，源的能量為單能1MeV，方向為單向垂直于鐵塊的左表面，粒子種類為光子（Photon）。感興區(qū)內(nèi)物體的屬性包括幾何尺寸、材料成分、密度等。圖1中使用了一塊鐵塊，它的厚度為2cm，其他方向的尺寸對我們的計算結(jié)果沒有影響，但要保證鐵塊完整地包含于感興區(qū)

3、內(nèi)。記錄方法有多種，其中包括通過某個面的特定種類粒子的個數(shù)。在圖1中，我們可以利用MCNP記錄通過“記錄面”的能量為1MeV的光子個數(shù)。計算圖1的模型時，MCNP會首先根據(jù)源的屬性描述，抽樣出一個起始粒子。圖1中的源為單能且單向的點源，所以每次抽樣出的粒子都是能量、方向、種類相同的粒子。這個粒子會沿著它的出射方向（垂直于鐵塊左表面）飛行，當(dāng)它入射到鐵塊里時，會有一定的概率發(fā)生康普頓散射、電子對效應(yīng)和光電效應(yīng)。發(fā)生三種反應(yīng)的概率由MCNP的截面庫中的微觀截面數(shù)據(jù)、輸入文件中鐵的密度以及抽樣得到的隨機數(shù)共同決定。若X射線發(fā)生了康普頓散射，原來的X射線將被具有新屬性的X射線取代，它將有不同的出射方向

4、、能量。MCNP會繼續(xù)輸運這個新產(chǎn)生的X射線直到它發(fā)生下一次反應(yīng)或者飛出感興區(qū)；X射線還會有一定的概率不發(fā)生任何反應(yīng)，直接透過鐵塊。當(dāng)基于一個起始粒子的輸運過程結(jié)束后，MCNP會重復(fù)上述的過程。由于每次抽樣的得到的隨機數(shù)會不同，所以每個起始粒子的輸運過程都是獨立而且不同的。多次的輸運過程會使得MCNP的記錄結(jié)果越來越接近它的期望值，重復(fù)的次數(shù)越多，統(tǒng)計漲落就會越小。盡管MCNP會記錄所有通過記錄面的光子。但由于光子一旦發(fā)生反應(yīng)，它的能量就會變化，所以若只觀察能量為1MeV的光子，我們就可以排除那些經(jīng)過多次散射而打到記錄面的光子了。由于每次輸運均是基于一個起始源粒子，所以最后記錄得到的結(jié)果也都是

5、相對于一個起始粒子的概率。對于圖1來說，記錄結(jié)果就是1個X射線透過2cm的鐵后打到記錄面的概率。1.2 MCNP文件結(jié)構(gòu)MCNP的輸入文件名不可以多于七個字符，所以不建議對輸入文件增加擴(kuò)展名；MCNP的輸出文件的擴(kuò)展名為.o；MCNP內(nèi)部計算過程的記錄文件的擴(kuò)展名為.r。若一次計算結(jié)果就已經(jīng)達(dá)到滿意的統(tǒng)計結(jié)果，那么.r文件就沒有什么價值保存下來；但是若一次計算結(jié)果達(dá)不到滿意的統(tǒng)計可信度，那么我們可以在已得到的計算結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)模擬輸運過程，來減小統(tǒng)計漲落。而為了這么做，MCNP需要上一次計算結(jié)果中使用的.r文件。為了這個目的，有時候.r文件還是值得保留的。在基于上一次的計算結(jié)果繼續(xù)模擬計算時

6、，MCNP將不再讀入輸入文件，而單單讀入.r文件的信息。所以我們想繼續(xù)計算時，需要保證.r文件就是我們所設(shè)想的模型的前一次模擬計算中得到的.r文件。除了上面三種常用的文件類型，MCNP還有兩種不長用的輸出文件。這兩種文件只有用戶通過輸入文件要求MCNP輸出這些文件時才會得到。其中一個為.w文件，這個文件是我們想通過MCNP輸出surface source 的時候才會產(chǎn)生；另外一個為.p文件，這個文件時我們想通過MCNP追蹤粒子的輸運過程的時候才會得到。上面的幾種文件是用戶常用到的文件類型，下面將介紹MCNP程序內(nèi)部使用的若干的文件。1. MCNP5.exe：MCNP的應(yīng)用程序，這個程序是在do

7、s下運行的程序。所以用戶不要試圖雙擊這個程序來運行它。2. vised.exe:這個程序可以讓用戶觀察MCNP讀入的輸入文件中的計算模型。我們可以利用這個程序觀察我們所設(shè)想的計算模型與實際書寫出來的計算模型是否有偏差。此外，這個程序還可以方便我們找出MCNP輸入文件中潛在的一些錯誤，例如：兩個物體有相交的部分等。3. 目錄Documents: 這個文件夾內(nèi)包含LANL(Los Alamos National Laboratory)提供的MCNP的官方使用說明、林謙老師的蒙卡課程講義和西安交通大學(xué)翻譯的中文MCNP的使用手冊等4. 目錄MCNPData: 這個目錄里存放的是MCNP的截面庫。5.

8、 xs52: 這個文件內(nèi)說明了各個核素的屬性，包括質(zhì)量，截面庫內(nèi)各種反應(yīng)類型對應(yīng)的截面的存放位置等。在初始使用MCNP時，我們有可能要修改這個文件中的一部分內(nèi)容，具體的修改方法將在下面介紹。6. X11.dll：MCNP程序的動態(tài)鏈接庫，沒有這個文件MCNP將無法計算，所以不要把這個文件弄丟了。除了上面的文件外，為了在dos下使用MCNP程序我們編寫了幾個批處理文件。1) ccmd.bat: 只要雙擊這個程序就可以彈出一個dos界面。2) g5.bat: 這個批處理將是用戶用到最多的批處理程序。我們可以利用這個批處理直接調(diào)用MCNP的主程序。3) gogo.bat：這個批出文件可以使MCNP連

9、續(xù)的計算若干個輸入文件，具體的使用方法將在后面介紹。4) resume.bat:這個批處理文件可以使得MCNP在上一次計算結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行計算，具體使用方法將在下面介紹。上面所提到的文件就是用戶在使用MCNP時最頻繁接觸到的文件。1.3 MCNP使用方法在使用MCNP時，我建議用戶安裝一個比較方便的文本編輯器，如：Ultraedit。為了使用MCNP，用戶需要首先進(jìn)行一些文件路徑的指明等工作，具體如下：1) 建議用戶把MCNP的整個目錄(名為LANL)放在一個硬盤分區(qū)的根目錄下。del %1.odel %1.rdel %1.pdel %1.sdel %1.wmcnp5 n=%1. xsdi

10、r=xs522) 修改g5.bat 中 文件路徑：我們用Ultraedit打開g5.bat可以發(fā)現(xiàn)，這個批處理的內(nèi)容為 前5句的作用是刪除與輸入文件相關(guān)的已經(jīng)存在的輸出文件，這樣做的目的是，如果MCNP程序發(fā)現(xiàn)已有輸入文件對應(yīng)的輸出文件存在，那么程序就認(rèn)為這個輸入文件已經(jīng)得到了模擬計算并且沒有必要進(jìn)行重復(fù)的計算。批處理中的最后一句就是調(diào)用MCNP的主程序MCNP5.exe，并指明管理截面庫的文件(xs52)的路徑。由于我已經(jīng)把這個文件放在了LANL的目錄內(nèi)，所以用戶不用修改這個文件的路徑了。3) 修改xs52文件：利用Ultraedit打開xs52文件，可以發(fā)現(xiàn)文件的第一行為datapath=

11、e:LANLMCNPDATA。為了讓MCNP找到截面庫，用戶需要正確地修改它的路徑。因為我把LANL放在了E盤的根目錄下，所以這里的datapath就是e:LANLMCNPDATA。之前，我已經(jīng)建議用戶把LANL目錄放在某個硬盤分區(qū)的根目錄下，所以在這里修改時，用戶只需把e更換為實際存放的硬盤分區(qū)的盤符就可以了。經(jīng)過上面的修改后，用戶就可以使用MCNP程序了。例如我們已經(jīng)書寫好了一個文件名為Xray7的輸入文件，A，那么我們可以通過下面的步驟進(jìn)行計算。1) 雙擊ccmd.bat，系統(tǒng)會彈出下面的窗口。2) 在窗口內(nèi)輸入g5VXray7并按回車，MCNP就開始進(jìn)行計算了。界面如下圖所示。 計算時

12、MCNP會占據(jù)單個CPU的所有資源。若用戶的計算機是單核的，那么CPU使用量是100%；若用戶的計算機是雙核的，那么CPU的使用量是50%。B, 關(guān)于停止一次計算，可以通過在輸入文件內(nèi)限定計算時間或輸運的起始粒子個數(shù)。此外，還可以通過dos下強制停止計算過程的方法。若想強制停止計算過程，可以使用Ctrl+C鍵停止計算。同時按下這兩鍵時，屏幕會出現(xiàn)下面的界面。在這個界面下，輸入s并按回車，程序會輸出已經(jīng)消耗的計算時間；按下m是調(diào)用MCNP的畫圖軟件，因為有了vised.exe程序，所以不建議使用這里的畫圖程序；按下q是停止計算程序，并輸出結(jié)算結(jié)果。有時候，MCNP會等待正在模擬的一個粒子的輸運過

13、程結(jié)束后在結(jié)束程序，但并不會拖延太長時間；按下k是直接停止計算程序，而并不會輸出計算結(jié)果。C, 繼續(xù)計算一個已計算完的模型。用戶需要保留初始計算過程中產(chǎn)生的.r文件。還以上面的計算情況為例，在上一次計算中我們得到了Xray7.o（輸出文件）和Xray7.r（計算過程的記錄文件）。在dos命令行下輸入resumeVXray7并按下回車，可以得到下面的界面。在繼續(xù)運算的情況，由于MCNP不會再次讀入輸入文件，而僅僅讀入.r文件，所以這次計算的終止需要我們通過強制停止的方法。D, 連續(xù)計算多個軟件利用Ultraedit打開gogo.bat可以發(fā)現(xiàn)call g5 Xray7這里只給出了計算一個文件的命

14、令，若我們想連續(xù)地計算多個文件（如D1，D2，D3等）可以模仿上面的規(guī)范書寫，如下。call g5 D1call g5 D2call g5 D3然后在dos命令行下，鍵入gogo并按下回車，MCNP就可以依次計算D1,D2和D3了。第2章 MCNP輸入文件書寫方法2.1 MCNP輸入文件規(guī)范MCNP的輸入文件在結(jié)構(gòu)上基本上可以分為三塊，分別為cell塊、surface塊和其他內(nèi)容。塊內(nèi)除了注釋外，不得有空行，而兩個塊之間只能有一個空行。通常情況下，每一行中只能有一個主導(dǎo)性的助記符，這個助記符可以有很多參數(shù)和附屬的次要助記符。MCNP官方手冊中稱這樣的助記符為卡(card)。每一列不得超過80個

15、字符，若書寫不下時，可以在行尾寫入 &符號，并從下行繼續(xù)書寫。輸入文件的第一行不論寫了什么都會被MCNP忽略掉，這一行的作用是方便用戶給這個輸入文件做一些備注。第二行后寫計算模型，我的習(xí)慣是先寫cell塊，然后是surface塊，最后是其他。輸入文件中有兩種注釋方法，助記符分別為c和$符號。在第一行寫c就是把這一行都注釋掉；在某一行的某列上寫$就是注釋該行該列后的內(nèi)容。但是即使是注釋，請用戶也不要超過每一列80個字符（包括空格）的要求。還有三個常用的助記符在這里介紹個用戶，分別為r，i和j。r代表的是repeat，例如1 3r 就等于寫了 1 1 1 1；i代表線性插入點，例如 1 2

16、i 4 就等于寫了 1 2 3 4；j代表的是jump，表示該位置使用默認(rèn)值，例如1 j 2就等于寫了 1 默認(rèn)值 2。由于MCNP對輸入文件的規(guī)范要求苛刻，所以請用戶謹(jǐn)記這樣的規(guī)范。2.1 7MeV軔致輻射X射線算例下面將通過書寫計算7MeV的軔致輻射X射線的角分布、能譜的方法介紹MCNP輸入文件的書寫方法。在書寫MCNP輸入文件前，請用戶首先想好要計算的模型，包括坐標(biāo)系以及各個物體在這個坐標(biāo)系內(nèi)的相對位置。我的計算模型如下圖所示。圖 2 計算模型在圖2的計算模型中感興區(qū)是半徑為100cm的球內(nèi)，源是能量為7MeV，位置在(-2,0,0)的單向電子束；X射線靶是半徑（Y或者Z方向）1cm，高

17、度(X方向)1cm的金；其他位置均為真空。我將記錄面設(shè)置在圈定感興區(qū)的球面上。為了書寫上面的計算模型，我們首先寫surface模塊。這里需要定義的surface有源所在面；Au的三個表面(兩個底面和一個側(cè)面)，圈定感興區(qū)的球面；劃分感興區(qū)表面的記錄用面。1， 源所在面的書寫方法：1 PX -2。 這里的第一個1代表這個面的序號，這個序號將在書寫cell塊時用到；px為助記符表示該面是垂直于X軸的面；-2代表的是該面在X軸上的軸距。2， 同理Au的左底面的書寫方法：2 PX 0。3， 同理Au的右底面的書寫方法：3 PX 1。（可以猜到類似地，還會有PY和PZ的助記符）。4， Au的側(cè)面的書寫方

18、法：4 CX 1。這里的4代表面的序號，cx代表這個面是軸心是X軸的圓柱面，后面的1代表圓柱面的半徑。（可以猜到類似地，還會有CY和CZ的助記符）。5， 圈定的感興區(qū)的面的書寫方法：100 SO 100。第一個100仍然代表面的序號。定義面的需要時，并不需要連續(xù)地定義，但要保證定義的順序是單調(diào)遞增的。第二個so代表的是圓心在原點的球面，之后的100就是圓的半徑。6， 除了這些面，為了記錄時把記錄面分割為若干個小面，我們需要額外定義一些分割用面。為了把記錄面(球面)分割為若干個球帶，我們可以定義若干個圓錐體，如 30 kx 0 0.234567901 1，其中30代表這個面的序號；kx代表這個面

19、是軸心是X軸的圓錐面；0代表圓錐的頂點在原點；0.234567901代表圓錐體頂角的tan值的平方值；我們可以想象，這樣定義的圓錐體應(yīng)有兩葉，在Z<0的一葉和Z>0的一葉。所以最后的1代表的是，我們想要的圓錐面是Z>0的一葉。我們可以類似地定義很多這樣的分割面。有了這些surface的定義后，我們就可以開始書寫cell塊了。1) 首先定義Au塊(cell)，它由三個面圍成，它們是序號分別為2，3，4。Au塊由2號面的向右方向(或X軸的正方向)，3號面的向左方向（或X軸的負(fù)方向）以及4號面的內(nèi)部圍成。所以這個Au塊（cell）的書寫方法是：1 1 -19.3 2 -3 -4。第

20、一個1代表的是這個cell的序號；第二個1代表的是這個cell所對應(yīng)的材料種類為1，關(guān)于1號材料的定義將在后面介紹；第三個-19.3中，負(fù)號代表的是實際密度，若沒有負(fù)號則代表的是原子密度。所以-19.3代表的是Au塊（cell）的密度是19.3g/cm3；之后的2 -3 -4 描述的是Au塊是由2號面的正方向，3號面的負(fù)方向，4號面的內(nèi)部圍成的。2) 源不是一個物體，所以不需要在cell塊中定義。而在感興趣內(nèi)，除了Au塊（cell），其他位置均為真空。盡管是真空，我們?nèi)孕枰谳斎胛募?nèi)把真空定義為一個物體。定義的方法如下：2 0 -100 #1。其中第一個2代表cell的序號；第二個0代表定義

21、的塊內(nèi)什么東西都沒有；后面的-100 #1限定了這個cell的幾何空間，它表示這個塊是在100號面的內(nèi)部，（#助記符代表扣除的意思）除了1號cell的所有空間。3) 我們同樣需要定義感興區(qū)外的空間，定義的方法如下：100 0 100。第一個100是這個cell的序號；第二個0代表真空；第三個100代表第100號面的外部。2號cell和100號cell均為真空，區(qū)分哪一個是感興區(qū)的方法是利用另外一個助記符imp，它代表的是importance，也就是粒子在該cell內(nèi)的重要性。這個助記符可以在每個cell的定義的末端寫上，也可以在第三塊中寫入。在cell末端寫入的方法如： 2 0 -100 #1

22、 imp:e,p=1，它代表了2號cell中電子(e)及光子(p)的重要性為1，即它是感興區(qū)內(nèi)的物體；100 0 100 imp:e,p=0，它代表了100號cell的電子及光子的重要性為0，即它在感興區(qū)外。注：感興區(qū)與非感興區(qū)并不需要一定是位置劃分分明的兩塊區(qū)域，我們可以在感興區(qū)內(nèi)設(shè)定一個非感興區(qū)，只要粒子被輸運到該區(qū)域就會被殺死（類似于黑洞）。最后我們需要書寫第三個模塊，在這個模塊內(nèi)將指明模擬計算中所涉及的反應(yīng)類型，記錄方法，運算時間限定等。1. 模式卡：mode e p。這個卡說明了計算中將涉及兩種粒子，分別為電子及光子。（源粒子是電子，它轟擊Au塊會產(chǎn)生軔致輻射X射線）。2. 材料卡：

23、m1 79197 -1.0。其中m1代表第一號材料，同理會有m2、m3等材料；79197的格式是ZZAAA，即79是原子序數(shù)(Au)，197是質(zhì)量數(shù)；-1.0中負(fù)號代表的是原子個數(shù)的比重，若正好則代表的是質(zhì)量比重。材料卡的各種核素的比重的標(biāo)識中并不要求歸一化，MCNP會自動給用戶歸一化。也就是說m1 79197 -2.0 79198 -2.0與m1 79197 -0.5 79198 -0.5的寫法對于MCNP而言是等效的，都說明1號材料中197Au與198Au各占一半。 3. 源定義：sdef par=3 sur=1 pos=-2 0 0 vec=1 0 0 dir=1 erg=7。其中sde

24、f是源定義的助記符代表source definition；par代表源粒子的種類，1代表中子，2代表光子，3代表電子；sur代表源所在的面，上面定義中sur=1說明源在序號為1的面上；pos代表源所在的位置，按照上面的定義，源的位置為（-2,0,0）。請謹(jǐn)記若sur 和pos同時被用上，請保證pos的點是在sur的面上，不然可能導(dǎo)致計算結(jié)果有誤；vec代表參考向量，向量的起始點是原點，而終止點是(1,0,0)。這說明了我們設(shè)定的參考向量就是X軸的正方向；dir代表粒子出射方向與參考向量的夾角的余弦，上面定義中為1，說明了源粒子沿著X軸正方向出射；erg代表源粒子的能量，按照上面的定義，源粒子的

25、能量為7MeV。關(guān)于源的定義還有許多其他的助記符以及各種分布情況，請參考MCNP的官方使用手冊。1 1 -19.3 2 -3 -4 imp:e,p=1 $ Au 2 0 -100 #1 imp:e,p=1100 0 100 imp:e,p=04. 粒子重要性表示：imp:e 1 1 0。其中imp:e代表了這張卡描述的是各個cell中電子的重要性，1 1 0代表了在cell塊中寫的各個cell（以書寫順序）的重要性分別為1、1、0。這說明了cell塊中第三個描述的cell（cell的序號可能不是三，只是代表它是第三個被定義的cell。）是電子的黑洞，只要電子被輸運到這個cell就會被殺死，停止

26、輸運。同理我們還可以定義imp:p 1 1 0。在前面已經(jīng)描述過，這里的imp卡可以在cell塊中寫入如：5. 能量截斷卡：cut:e j 1。其中cut代表能量截斷卡的助記符；e代表電子；j代表第一個參數(shù)選用默認(rèn)值；1代表截斷能量為1MeV。這個卡的作用是當(dāng)輸運過程中，電子的能量小于1MeV，就殺死這個電子。這樣做的目的是，若我們只關(guān)心高能（>1MeV）的X射線，而能量小于1MeV的電子已經(jīng)不會再產(chǎn)生能量大于1MeV的X射線了，所以我們可以停止這些低能電子輸運來節(jié)省計算機機時而且不會影響計算結(jié)果。同理我們還可以寫cut:p j 1。6. 記錄方法描述卡1：F1:p 100。其中F1代表

27、的是第一種記錄模式，也就是通過某個面的粒子的個數(shù)（相對于一個源粒子）；p代表記錄的是光子；100代表記錄面是序號為100的面。故這個記錄卡的作用是記錄所有通過100號面的光子。7. 記錄方法描述2：F2:p 100。其中F2代表的是第二種記錄模式，也就是通過某個面的粒子的注量，它等于通過面的粒子個數(shù)（相對于一個源粒子）除以該面的面積。8. 記錄面分割：Fs2 -30 -31 -32 -33 -34 -35 -36 -37 -38 -39 40 41 42 43 44。其中Fs2代表的是分割第二號記錄卡的記錄面（也就是分割記錄第100號面）；后面的-30 等代表分割方法，輸出時MCNP會給出1)

28、 100號面上，從30號面的內(nèi)部（圓錐體右葉的內(nèi)部）出射的粒子2) 100號面上，從30號面的外部且40號面的內(nèi)部出射的粒子3) 100號面上，從30號面的外部且31號面的外部且32號面的內(nèi)部出射的粒子4) 100號面上，從30號面的外部且31號面的外部且32號面的外部且33號面的內(nèi)部出射的粒子。5) 以此類推9. 能量分割：我們可以對任意一個記錄卡分別設(shè)置能量分割卡或所有記錄卡同意設(shè)置相同的能量分割卡。這里我們將對2號記錄卡設(shè)置一個能量分割卡：E2 1 19i 7。其中E2代表這是對2號記錄卡的能量分割卡，后面的1 19i 7代表的是分割方法，也就是在1MeV至7MeV之間插入19個點。（若

29、把E2寫成E0則代表對所有記錄卡使用相同的能量分割方法。）10. 計算時間設(shè)定卡：ctme 10。這個卡說明了要求MCNP計算10分鐘。可以想象，計算的時間越長，模擬的源粒子的個數(shù)就會越多，模擬結(jié)果就會越接近它的期望值，統(tǒng)計漲落就會越小。所以計算時間需要用戶根據(jù)自己希望得到的統(tǒng)計可信度，設(shè)定計算時間。除了ctme還有利用模擬源粒子的個數(shù)進(jìn)行時間限制的方法，如NPS 10000，它說明了需要MCNP模擬10000個源粒子的輸運過程。在這個文件中只使用了兩個記錄方法，分別為F1和F2。MCNP中一共有8中記錄方法，用戶請參考使用手冊，選用適合計算模型的記錄卡。此外一種記錄卡可以有多個記錄面，只要保

30、證記錄卡的個位數(shù)是8種記錄卡的一種，例如F11和F21都是第一種記錄類型，即通過某個記錄面的粒子個數(shù)。另外請謹(jǐn)記，在使用F1和F2的記錄卡時，記錄面一定要是構(gòu)成某個cell的一個面，不然MCNP不會給出記錄結(jié)果，也就是說如果用戶隨意定義了一個面(如上面定義的某個分割面)，而且這個面沒有被使用在定義某個cell上，那么我們不能期望MCNP可以記錄通過這個面的粒子信息。使用分割面時，其實還是記錄通過那個記錄面的粒子個數(shù)，分割面只是把那個記錄面分割為若個塊而已。 總結(jié)上面的書寫過程，我們最后的輸入文件如下。文件名為Xray7。Bremmstrlung X-ray Ener=7MeVc cell ca

31、rd1 1 -19.3 2 -3 -4 $ Au 2 0 -100 #1 100 0 100c surface cardc radiation source1 px -2 $surface of the electron source2 px 0 $left surface of Au 3 px 1 $right surface of Au and back surface of W4 cx 1 $radius of x-ray targetc surface dividing 30 kx 0 0.234567901 131 kx 0 0.5625 132 kx 0 1.040816327 1

32、33 kx 0 1.777777778 134 kx 0 3 135 kx 0 5.25 136 kx 0 10.11111111 137 kx 0 24 138 kx 0 99 139 kx 0 1e33 140 kx 0 99 -141 kx 0 24 -142 kx 0 10.11111111 -143 kx 0 5.25 -144 kx 0 3 -145 kx 0 1.777777778 -146 kx 0 1.040816327 -147 kx 0 0.5625 -148 kx 0 0.234567901 -149 kx 0 0 -1c the cover for whole geo

33、metry100 so 100mode e pm1 79197 -1.0 $ Au sdef par=3 sur=1 pos=-2 0 0 vec=1 0 0 dir=1 erg=7 imp:e 1 1 0imp:p 1 1 0cut:e j 1cut:p j 1F1:p 100F2:p 100Fs2 -30 -31 -32 -33 -34 -35 -36 -37 -38 -39 40 41 42 43 44 & 45 46 47 48 E2 1 19i 7ctme 10我們可以利用vised.exe觀察這個已經(jīng)寫好的輸入文件的模型，如果書寫有誤，我們需要修改輸入文件。有錯誤時會導(dǎo)致v

34、ised.exe無法打開文件并被強制關(guān)閉。出現(xiàn)這種情況時，請看輸入文件的書寫規(guī)范，如空行是否多了或少了等。若打開后，觀察到明確的紅線，代表兩個物體分享了一部分空間，這在MCNP中是不允許的。在書寫復(fù)雜的模型時，vised.exe可以幫助我們確定寫出來的模型與我們想像的模型是一致的。建議用戶反復(fù)地觀察各個方向的視圖，從而確保輸入文件的正確性，不然計算出來的結(jié)果就很有可能是錯誤。Vised.exe是windows下的應(yīng)用程序，我們雙擊它并用它選中我們已經(jīng)書寫好的輸入文件，就可以觀察寫好的模型了，如下圖所示。圖 3 宏觀形狀圖 4 Au塊的形狀利用前面介紹的調(diào)用MCNP的方法就可以計算這個模型了。下

35、一章幫助各位解讀輸出文件的內(nèi)容。第3章 MCNP輸出文件解讀利用MCNP計算上面的輸入文件可以得到輸出文件為Xray7.o。利用Ultraedit可以看到計算結(jié)果，其中關(guān)于記錄信息的結(jié)果對我們最有用，如下。1tally 1 nps = 2958959 tally type 1 number of particles crossing a surface. tally for photons surface 100 2.90042E-01 0.0010其中nps代表一共運行了2958959個源粒子的輸運過程。Tally type 1 代表記錄類型為1，也就是number of particles

36、 crossing a surface。Tally for photons代表的是記錄的是光子。Surface 100 代表記錄面是第100號面。記錄結(jié)果是 2.90042E-01 0.0010。這個結(jié)果表示當(dāng)有1個7MeV的電子轟擊1cm的Au時，會有0.29個能量大于1MeV（我們在cut中限定了能量）光子透過第100號記錄面，而這個數(shù)據(jù)的相對誤差為0.001。第二號記錄結(jié)果如下。1tally 2 nps = 2958959 tally type 2 particle flux averaged over a surface. units 1/cm*2 tally for photons

37、areas surface: 100 segment 1 6.28319E+03 2 6.28319E+03 3 6.28319E+03 4 6.28319E+03 5 6.28319E+03 6 6.28319E+03 7 6.28319E+03 8 6.28319E+03 9 6.28319E+03 10 6.28319E+03 11 6.28319E+03 12 6.28319E+03 13 6.28319E+03 14 6.28319E+03 15 6.28319E+03 16 6.28319E+03 17 6.28319E+03 18 6.28319E+03 19 6.28319E+

38、03 20 6.28319E+03其中nps代表一共運行了2958959個源粒子的輸運過程。Tally type 1 代表記錄類型為2，也就是particle flux averaged over a surface，請注意它的單位是1/cm2。Tally for photons代表的是記錄的是光子。Surface 100 代表記錄面是第100號面。Segment 代表的是利用分割面分割后，100號面的各個子面的面積。由于我們使用的等立體角分割，所以各個子面的面積均相同。surface 100 segment: -30 energy 1.0000E+00 0.00000E+00 0.0000

39、1.3000E+00 1.58985E-06 0.0058 1.6000E+00 1.25669E-06 0.0065 1.9000E+00 1.01556E-06 0.0073 2.2000E+00 8.05683E-07 0.0082 2.5000E+00 6.50129E-07 0.0091 2.8000E+00 5.29430E-07 0.0101 3.1000E+00 4.41488E-07 0.0110 3.4000E+00 3.71080E-07 0.0120 3.7000E+00 3.09977E-07 0.0132 4.0000E+00 2.59094E-07 0.0144 4.3000E+00 2.11708E-07 0.0159 4.6000E+00 1.80941E-07 0.0172 4.9000E+00 1.59103E-07 0.0184 5.2000E+00 1.31403E-07 0.0202 5.5000E+00 1.04079E-07 0.0227 5.8000E+00 8.97713E-08 0.0245 6.1000E+00 6.86866E-08 0.0280 6.4000E+00 4.88390E-08 0.0332 6.7000E+00 2.82384E-08 0.0436 7.000