課程設計基于MCNP的輻射屏蔽仿真與計算

1、核工程與核技術課程設計(報告)題 目 基于MCNP的輻射屏蔽仿真與計算 學院名稱 核科學技術學院 指導教師 職 稱 講 師 班 級 核工102班 學 號 學生 目 錄概述11設計項目名稱11.1 問題描述31.2幾何描述41.3 源描述51.4 其它數(shù)據(jù)說明51.5 運行與結果62 設計項目名稱72.1 問題描述72.2幾何描述82.3 源描述92.4 其它數(shù)據(jù)說明92.5 運行與結果103 設計項目名稱113.1 問題描述113.2幾何描述123.3 源描述133.4 其它數(shù)據(jù)說明133.5 運行與結果144 設計項目名稱154.1 問題描述154.2幾何描述164.3 源描述174.4 其

2、它數(shù)據(jù)說明174.5 運行與結果185 設計項目名稱195.1 問題描述195.2幾何描述205.3 源描述215.4 其它數(shù)據(jù)說明225.5 運行與結果23心得體會總結1.1問題描述試對下面描述的問題進行5000個中子，250次循環(huán)的臨界計算。1 如下圖所示，中間黑色部分為Pu 239(100%)圓筒，外圍包著的是天然U反射層，初始燃料源處于(3.5, 0, 0)點。1.2幾何描述PX視圖PY視圖PZ 視圖1.3材料及數(shù)據(jù)說明：Pu: 15.8g/cc Plutonium cylinder : radius=4.935cm height=6.909cmU: 18.8g/cc含量 ：238 9

3、9.2745 235 0.72 Uranium reflector thickness : 5.0 cm Uranium reflector height : 6.909cm1.4程序描述C Cell Cards *1 1 -15.8 -1 2 -3 imp:n=1$Pu2 2 -18.8 -1 2 3 -4 imp:n=1$U3 0 #1 #2 imp:n=0$outspaceC Surface Cards *1 pz 5.9092 pz -13 cz 4.9354 cz 9.935C Data Cards *C Material Data Cardsm1 94239.60c 1m2 922

4、38.60c 9.92745E-1 92235.60c 7.2E-3c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 11.5運行結果2.1問題描述2如下圖所示，中間黑色部分為Pu 239(100%)圓筒，外圍包著的是天然U反射層, 初始燃料源處于(3.5, 0, 0)點。2.2 材料及數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù)如下：Pu: 15.8g/ccU: 18.8g/cc原子百分比 ：238 99.2745 235 0.722.3幾何描述PX視圖PY視圖PZ視圖2.4程序描述C Cell Cards *1 1 -15.8 -1 2 -3 imp:n=1$U2 2 -18.8 -4 5 -6 #

5、1 imp:n=1$Pu3 0 #1 #2 imp:n=0$outspaceC Surface Cards *1 pz 5.9092 pz -13 cz 4.9354 pz 10.9095 pz -66 cz 9.935C Data Cards *C Material Data Cardsm1 94239.60c 1m2 92238.60c -0.992745 92235.60c -0.0072c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 12.5運行結果3.1問題描述3. Exercise 3 is a bare (unreflected) UO2F2 solut

6、ion cylinder.The weight percent of 235U in the uranium is 4.89 %. The solution has a radius of 20.12 cm and a height of 100.0 cm. An aluminum tank with a thickness of 0.1587 cm on the sides and bottom, and a height of 110.0 cm contains the solution. There is no lid on the tank. The region from the t

7、op of the solution to the top of the aluminum tank is void. The data for this problem follows:3.2材料及數(shù)據(jù)溶液密度：0.096586 atoms/b-cm 鋁密度：2.7g/cc溶液原子百分比：H1: 5.7058e-2，O8:3.2929e-2， F9: 4.3996e-3， U238 2.0909e-3U235 1.0889e-4初始燃料源位置（0 0 50）3.3幾何描述PX視圖PY視圖PZ視圖3.4程序描述C Cell Cards *1 1 9.686E-2 -2 3 -5 imp:n=1

8、$RY2 2 -2.7 (-1 3 5 -6):(-3 4 -6) imp:n=1$Al3 0 #1 #2 imp:n=0$outspaceC Surface Cards *1 pz 1002 pz 903 pz -104 pz -10.15875 cz 20.126 cz 20.2787C Data Cards *C Material Data Cardsm1 1001.60c 5.7058E-2 8016.60c 3.2929E-2 9019.60c 4.3996E-3 & 92238.60c 2.0909E-3 92235.60c 1.0889E-4m2 13027.60c 1c

9、 sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 13.5運行結果4.1問題描述4Exercise 4 consists of two identical U(93.4)O2F2 solution cylinders inside a water tank. Assume the water reflector density is 1 g/cc and has a minimum thickness of 20 cm except on one side of the first cylinder where the thickness is only 10 cm. T

10、he height of the water is at the top of the open aluminum containers. The data for this problem is:初始燃料源位置：（0 0 35），（ 17 0 35）4.2幾何描述PX視圖PY視圖PZ視圖4.3程序描述C Cell Cards *1 1 9.9605E-2 -2 3 -10 imp:n=1 $fuel2 2 -2.7 (-1 3 10 -11):(-3 4 -11) imp:n=1 $container 3 0 -1 2 -10 imp:n=04 like 1 but trcl=(17 0 0

11、) imp:n=1 $fuel5 like 2 but trcl=(17 0 0) imp:n=1 $container6 like 3 but trcl=(17 0 0) imp:n=0 7 3 -1 -1 5 -6 7 -8 9 #1 #2 #3 #4 #5 #6 imp:n=1 $water 8 0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 imp:n=0 $spaceC Surface Cards *1 pz 902 pz 80.23 pz 10.154 pz 105 pz -106 py 26.57 py -26.58 px 43.59 px -16.510 cz 6.3511 cz

12、 6.5C Data Cards *C Material Data Cardsm1 1001.60c 6.2210E-2 8016.60c 3.3621E-2 9019.60c 2.5161E-3 & 92238.60c 8.2051E-5 92235.60c 1.1760E-3m2 13027.60c 1m3 1001.60c 2 8016.60c 1c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 14.4運行結果5.1問題描述5Exercise 5 is a 3x2 array of plutonium nitrate solution cylinders

13、. Plutonium nitrate solution is contained in six stainless steel cylinders with a 10 cm surface separation between tanks. The data for this problem are:鐵，鉻，鎳的同位素在材料中的原子百分比為：24050 7.195e-4 24052 1.38589e-224053 1.5713e-3 24054 3.903e-426056 3.704e-3 26056 5.80869e-2 26057 1.342e-3 26058 1.773e-428058

14、 4.432e-3 28060 1.7069-328061 7.42-e5 28062 2.363e-4 28064 6.05e-5初始燃料源位置為：（0 0 19.62） （35.58 0 19.62） （71.16 0 19.62）（0 35.58 19.62）（35.58 35.58 19.62）（71.16 35.58 19.62）5.2幾何描述PX視圖PY視圖PZ視圖5.3程序描述c cell cards*1 0 -1 2 -5 imp:n=02 1 9.927e-2 -2 3 -5 imp:n=13 2 8.636e-2 (-1 3 5 -6):(-3 4 -6) imp:n=14

15、 0 #1 #2 #3 #11 #12 #13 #14 #15 #16 #17 #18 #19 #20 #21 #22 #23 #24 #25 imp:n=011 like 1 but trcl=(0 35.58 0) imp:n=0 12 like 2 but trcl=(0 35.58 0) imp:n=1 13 like 3 but trcl=(0 35.58 0) imp:n=1 14 like 1 but trcl=(35.58 0 0) imp:n=0 15 like 2 but trcl=(35.58 0 0) imp:n=1 16 like 3 but trcl=(35.58

16、0 0) imp:n=117 like 1 but trcl=(35.58 35.58 0) imp:n=0 18 like 2 but trcl=(35.58 35.58 0) imp:n=1 19 like 3 but trcl=(35.58 35.58 0) imp:n=120 like 1 but trcl=(71.16 0 0) imp:n=0 21 like 2 but trcl=(71.16 0 0) imp:n=1 22 like 3 but trcl=(71.16 0 0) imp:n=123 like 1 but trcl=(71.16 35.58 0) imp:n=0 2

17、4 like 2 but trcl=(71.16 35.58 0) imp:n=1 25 like 3 but trcl=(71.16 35.58 0) imp:n=1c surface cards*1 pz 1022 pz 39.543 pz 0.34 pz 05 cz 12.496 cz 12.79c data cards*c material data cardsm1 1001 6.0070E-2 8016 3.6540E-2 7014.60c 2.3699e-3 94239.60c 2.7682e-4 94240.60c 1.2214e-5 94241.60c 8.3390e-7 94

18、242.60c 4.5800e-8m2 24050.60c 7.195e-4 24052.60c 1.38589e-2 24053.60c 1.5713e-3 24054.60c 3.903e-4 26056.60c 3.704e-3 c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 19.62 35.58 0 19.62 71.16 0 19.62 0 35.58 19.62 35.58 35.58 19.62 71.16 35.58 19.625.4運行結果MCNP學習心得三周六節(jié)課的課程設計結束了，在這個過程中我受益匪淺。能夠運用MCNP進行簡單的堆芯模擬運算，并且能夠讀懂較復雜的堆芯布置描述語句。然而，要真正掌握MCNP，還有很長的路要走。學習過程中遇到了很多疑問，通過自己的思考和同學交流過程，逐步解決了一些問題。同時，查閱資料過程中進一步掌握所學知識并探索到一些新的知識點。另外，聯(lián)系到大學所學的專業(yè)課程，實際的設計過程是對其一個很好的檢驗。例如，怎樣將所學的編程語言知識和MCNP的程序卡聯(lián)系起來，只要學習了編程語言，這些抽象的數(shù)字會成為簡潔的描述方式，用起來得心應手，會變成形象的過程。這個過程應該是真正把知識用于實踐，對于提高實踐能力又是一個很好的歷練過程。從另一個角度來看，此次學習和實