Một số lưu ý khi xây dựng input file

35



CHƯƠNG 3. CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH MCNP



Hình 3.3: Ví dụ surface cards



Hình 3.4: Ví dụ data cards



3.3.3



Một số lưu ý khi xây dựng input file



• Nên dùng các trình soạn thảo văn bản như notepad hoặc wordpad để soạn thảo input file,

không dùng các chương trình như Microsoft Word.

• Tên của input file không được vượt quá 8 kí tự.

• Dòng đầu tiên trong input file là dòng ghi thông tin của input, nếu không có thông tin thì

để trống dòng này.

• Không được sử dụng phím tab để tạo khoảng trắng trong khi viết input, chỉ được sử dụng

phím spacebar.

• Trong Cell card hoặc Surface card, 5 kí tự đầu tiên trong mỗi dòng được dùng để khai báo

chỉ số của cell hoặc mặt.

• Số kí tự tối đa cho mỗi dòng là 80 kí tự, nếu vượt quá thì phải xuống dòng và dùng kí tự

‘&’ ở cuối dòng để báo cho MCNP biết là thông tin vẫn còn tiếp tục ở dòng dưới, hoặc nếu

không thì dòng tiếp theo phải để trống 5 kí tự đầu tiên.

• Kí tự ‘c’ được đặt trong khoảng 5 kí tự đầu tiên của dòng có tác dụng comment cả dòng,

MCNP sẽ không thực hiện các dòng này trong khi chạy chương trình.

• Kí tự ‘$’ có tác dụng comment các thông tin phía sau nó.

• Kí tự ‘#’ được đặt trong vòng 5 kí tự đầu tiên của dòng có chứa tên card có tác dụng chuyển

khai báo dạng dòng sang khai báo dạng cột.

• Trong MCNP, các đơn vị được mặc định như sau: năng lượng (MeV), khối lượng (g), không

gian (centimet), thời gian (shake = 10−8 s), nhiệt độ (MeV), mật độ nguyên tử (nguyên

tử/barn-cm), mật độ khối lượng (g/cm3 ), tiết diện (barn).

Cách viết ngắn gọn đối với những tham số lặp lại:

nr



lặp lại tham số đứng phía trước n lần.

Ví dụ:

2 3r thay cho 2 2 2 2



3.4. Output file



ni

nm

nj



3.4



36



thêm n tham số nội suy trong khoảng giữa hai tham số đã cho.

Ví dụ:

1 3i 5 thay cho 1 2 3 4 5

nhân tham số phía trước lên n lần và ghi vào phía sau.

Ví dụ:

1 3m 3m thay cho 1 3 9

bỏ qua n tham số.

Ví dụ:

trong 1 card có 5 tham số cần khai báo, ta chỉ muốn khai báo tham số

thứ 3, còn các tham số khác mặc định, ta có thể viết 2j để bỏ qua hai tham số

đầu và bắt đầu khai báo tham số thứ 3.



Output file



MCNP cung cấp nhiều loại file dữ liệu đầu ra (output) tuỳ thuộc vào từng yêu cầu cụ thể. Một số

file output đặc trưng của MCNP

OUTP file dữ liệu đầu ra chuẩn của MCNP, file này cung cấp các thông tin về quá trình mô

phỏng cũng như các kết quả của nó. Các thông tin mặc định của file OUTP gồm có

• Nội dung input file

• Các bảng tóm tắt các thông tin về cell, mặt, hạt nguồn, các tương tác trong quá trình mô

phỏng (điều chỉnh thông qua lệnh PRINT trong input file)

• Các thông tin chu kì KCODE (nếu có)

• Các kết quả tally

• Bảng kiểm định thống kê các kết quả tally

• ...

RUNTPE file nhị phân chứa các thông tin diễn biến của quá trình mô phỏng, được sử dụng để

chạy lại (hay chạy tiếp) MCNP, được điều khiển bởi PRDMP card (xem Phần 9.1.2).

MCTAL file ASCII chứa các kết quả tally tương ứng với lần kết xuất (dump) cuối cùng của

RUNTPE, nó cũng có thể được đọc bởi MPLOT (xem Phần 9.1.3) để vẽ kết quả tally trong MCNP.

Ngoài ra tuỳ vào mục đích của bài toán, chúng ta cũng có thể xuất ra các file output chứa những

thông tin khác, chẳng hạn như

• MESHTAL file kết quả mesh tally với định dạng ASCII

• RSSA file nhị phân chứa thông tin nguồn mặt để đọc

• WSSA file nhị phân chứa thông tin nguồn mặt được ghi ra

• WXXA file nhị phân tạm (scratch file) chứa thông tin nguồn mặt được ghi

• PTRAC file chứa thông tin về vết của hạt (particle track )

• WWONE file chứa thông tin của sổ trọng số năng lượng hay thời gian

• WWOUT file chứa thông tin cửa sổ trọng số được tạo (file input tương ứng là WWINP)

• SRCTP file nhị phân chứa thông tin phân bố nguồn KCODE

• PLOTM.PS file đồ hoạ postscript



4

Định nghĩa hình học



Hình học được thể hiện trong MCNP là hình học có cấu hình 3 chiều tuỳ ý. MCNP xử lí các

hình học trong hệ toạ độ Descartes. Hình học trong MCNP được mô tả thông qua các cell card và

surface card.

Sử dụng các mặt biên được xác định trên các cell card và surface card, MCNP theo dõi sự chuyển

động của các hạt qua các hình học, tính toán các chỗ giao nhau của các quỹ đạo vết với các mặt

biên và tìm khoảng cách dương nhỏ nhất của các chỗ giao. Nếu khoảng cách tới lần va chạm kế tiếp

lớn hơn khoảng cách nhỏ nhất, hạt sẽ rời khỏi cell đang ở. Sau đó, tại điểm giao thu được trên bề

mặt, MCNP sẽ xác định cell kế tiếp theo mà hạt sẽ vào bằng cách kiểm tra giá trị của điểm giao

(âm hoặc dương) đối với mỗi mặt được liệt kê trong cell. Dựa vào kết quả đó, MCNP tìm được cell

đúng ở phía bên kia và tiếp tục quá trình vận chuyển.



4.1



Surface Cards



4.1.1



Các mặt được định nghĩa bởi phương trình



Để tạo ra các vùng không gian hình học phục vụ cho việc mô phỏng, MCNP cung cấp một số các

dạng mặt cơ bản chẳng hạn như mặt phẳng, mặt cầu, mặt trụ, ... (có tất cả gần 30 loại mặt cơ

bản). Các khối hình học mô phỏng được tạo thành bằng cách kết hợp các vùng không gian giữa

các mặt với nhau thông qua các toán tử giao, hội và bù.

Các mặt được định nghĩa trong Surface card bằng cách cung cấp các hệ số của các phương trình

giải tích mặt hay các thông tin về các điểm đã biết trên mặt. Các phương trình giải tích cho mặt

được cung cấp bởi MCNP được trình bày trong Bảng 4.1.

Cú pháp:

Trong đó:

j

n



a

list



j



n



a



list



chỉ số mặt.

bỏ qua hoặc bằng 0 nếu không có dich chuyển toạ độ.

> 0, sử dụng TRn card để dịch chuyển toạ độ.

< 0, tuần hoàn theo mặt n.

kí hiệu loại mặt.

các tham số định nghĩa mặt.



38

4.1. Surface Cards



Kí hiệu

P

PX

PY

PZ

SO

S

SX

SY

SZ

C/X

C/Y

C/Z

CX

CY

CZ

K/X

K/Y

K/Z

KX

KY

KZ

SQ



GQ



TX

TY

TZ

PXYZ



Loại

Mặt phẳng

Mặt phẳng

Mặt phẳng

Mặt phẳng

Mặt cầu

Mặt cầu

Mặt cầu

Mặt cầu

Mặt cầu

Mặt trụ

Mặt trụ

Mặt trụ

Mặt trụ

Mặt trụ

Mặt trụ

Mặt nón

Mặt nón

Mặt nón

Mặt nón

Mặt nón

Mặt nón

Ellipsoid

Hyperboloid

Paraboloid

Hình trụ, nón

Ellipsoid

Hyperboloid

Paraboloid

Mặt xuyến

ellipse hoặc tròn

không // trục X,Y,Z



Mô tả

Mặt phẳng thường

⊥ trục X

⊥ trục Y

⊥ trục Z

Tâm tại gốc toạ độ

Mặt cầu thường

Tâm trên trục X

Tâm trên trục Y

Tâm trên trục Z

// trục X

// trục Y

// trục Z

Trên trục X

Trên trục Y

Trên trục Z

// trục X

// trục Y

// trục Z

Trên trục X

Trên trục Y

Trên trục Z

// trục X,Y,Z



Ax2 + By 2 + Cz 2 + Dxy + Eyz + F zx

+Gx + Hy + Jz + K = 0



Hàm

Ax + By + Cz − D = 0

x−D =0

y−D =0

z−D =0

x2 + y 2 + z 2 − R 2 = 0

(x − x

¯)2 + (y − y¯)2 + (z − z¯)2 − R2 = 0

(x − x

¯)2 + y 2 + z 2 − R2 = 0

x2 + (y − y¯)2 + z 2 − R2 = 0

x2 + y 2 + (z − z¯)2 − R2 = 0

(y − y¯)2 + (z − z¯)2 − R2 = 0

(x − x

¯)2 + (z − z¯)2 − R2 = 0

(x − x

¯)2 + (y − y¯)2 − R2 = 0

y 2 + z 2 − R2 = 0

x2 + z 2 − R 2 = 0

x2 + y 2 − R 2 = 0

(y − y¯)2 + (z − z¯)2 − t(x − x

¯) = 0

(x − x

¯)2 + (z − z¯)2 − t(y − y¯) = 0

(x − x

¯)2 + (y − y¯)2 − t(z − z¯) = 0

2

2

¯) = 0

√ y + z − t(x − x

x2 + z 2 − t(y − y¯) = 0

x2 + y 2 − t(z − z¯) = 0

A(x − x

¯)2 + B(y − y¯)2 + C(z − z¯)2

+2D(x − x

¯) + 2E(y − y¯) + 2F (z − z¯) + G = 0



x

¯y¯z¯ABC

x

¯y¯z¯ABC

x

¯y¯z¯ABC



ABCDEF G

HJK



Tham số

ABCD

D

D

D

R

x

¯y¯z¯R

x

¯R

y¯R

z¯R

y¯z¯R

x

¯z¯R

x

¯y¯R

R

R

R

x

¯y¯z¯t2 ± 1

x

¯y¯z¯t2 ± 1

x

¯y¯z¯t2 ± 1

x

¯ t2 ± 1

y¯t2 ± 1

z¯t2 ± 1

ABCDEF G

x

¯y¯z¯



Bảng 4.1: Một số loại mặt được định nghĩa trong MCNP



Trục // với X

Trục // với Y

Trục // với Z



(x − x

¯)2 /B 2 + ( (y − y¯)2 + (z − z¯)2 − A)2 /C 2 − 1 = 0

(y − y¯)2 /B 2 + ( (x − x

¯)2 + (z − z¯)2 − A)2 /C 2 − 1 = 0

(z − z¯)2 /B 2 + ( (x − x

¯)2 + (y − y¯)2 − A)2 /C 2 − 1 = 0

Mặt phẳng tạo bởi các điểm