蒙特卡罗粒子输运程序JMCT研制

介绍了具有自主知识产权的蒙特卡罗(MC)粒子输运程序JMCT的初步研制成果。JMCT基于三维组合几何支撑软件框架JCOGIN,采用模块化,分成多层管理结构,可处理多群碰撞和连续能量碰撞,可进行粒子并行和区域分解并行两种并行方法,并具有良好的可扩展性和高速通信技术,同时配有可视化建模前处理软件。介绍了JMCT采用的多群物质碰撞机制,展示了程序模拟计算测试模型的结果,与MCNP程序计算结果一致。JMCT串行计算速度相比MCNP提高了约3倍;在20 480个处理器核上模拟2×109样本,并行效率可达70%。

MCNP-4C多粒子输运蒙特卡罗程序的MPI并行化

MCNP程序是由美国Los Alamos国家实验室研制的一个大型、多功能的粒子输运蒙特卡罗程序，可计算任意三维复杂几何系统内的中子、光子、电子或中子-光子-电子耦合输运问题，还可计算临界系统的多种本征值问题。MCNP程序的用户遍及全球，国内用户保守估计也在百家以上，过去主要应用在核科学领域，如今已推广到包括医学在内的许多领域。由于蒙特卡罗计算具有数据独立、循环粒度大、负载均衡的特性。因此，很适合作并行计算。虽然从MCNP-4A程序开始，MCNP程序具有了PVM并行计算功能，但并行系统的开发一直存在这样那样的问题，以致无法正常运行。由于MCNP程序有巨大的计算需求和计算量，我们每年使用MCNP程序完成的计算量就超过万CPU小时。许多问题采用串行计算，时间周期太长。因此，迫切需要研究缩短计算周期的并行程序。

蒙特卡罗粒子输运软件JMCT抽样工具库设计

为通用型蒙特卡罗粒子输运程序JMCT设计了抽样工具库,通过两种技术途径提供各分布的抽样。一是针对各种常见分布提供特定抽样子程序;二是提供一个通用型的抽样子程序,可以实现任意离散分布和任意一维有限区间上连续分布的自动抽样。在设计任意一维有限区间上连续分布的自动抽样工具时利用了部分开源代码,利用其功能提供给用户最大的方便性。对抽样工具库的检验表明,其可以正确、方便地实现各种输运模拟中常见分布的抽样。

非定常粒子输运蒙特卡罗并行算法研究

蒙特卡罗方法应用于粒子输运求解已是众所周知的事，然而由于MC的误差与跟踪的样本数的平方根成反比，通常要达到误差要求，需要模拟大量粒子历史，从而花费大量的计算时间。特别对非定常粒子输运问题的MC模拟，需要模拟上万个时间步，每步需要跟踪上百万个粒子。由于粒子寿命远超过时间步步长，因此，上个时间步剩余粒子的广播和本时间步剩余粒子状态量的汇总，I/O需求量大，成为制约并行的瓶颈。

MCNP4B程序可视化运行平台开发

成功开发了一套基于 Windows98系统的 MCNP程序可视化运行平台 Mcnp Client。它界面美观、操作简便、易学易用 ,将会获得不熟悉 MCNP程序和蒙特卡罗方法的物理工作者的欢迎 ,有利于MCNP程序的推广应用。

模块化粒子输运程序包PHEN的开发与应用

为满足通用蒙特卡罗程序难以处理的特定问题的粒子输运模拟需求,开发了模块化粒子输运蒙特卡罗模拟程序包PHEN。该程序包能够模拟中子、光子、电子及质子与物质相互作用的主要物理过程,具备树结构建模功能、低能带电粒子和反冲质子模拟功能及可定制的数据统计功能。利用PHEN程序包,计算了中子与特定核素作用生成次级光子的产额和平均能量,实现了基于指向概率法的点通量角度谱计算,并建立了中子输运时间特性模拟计算方法。PHEN程序包的基本功能模块可用于粒子输运模拟技术应用研究。

与散裂中子靶物理相关的理论计算程序探讨 II厚靶计算

散裂中子靶是加速器驱动洁净核能系统的一个重要环节.相关的理论计算程序和蒙特 卡罗方法是研究该系统的散裂靶物理的一个重要手段.对相关程序进行了比对和介绍,并对SHIELD程序系统在中国的发展和在散裂靶物理上的应用作了介绍.

粒子输运蒙特卡罗程序MCNP在MPI下的并行化及完善

§1.引言 核禁试后,在美国加速战略创新计划(ASCI)的推动下,世界和我国在高性能并行计算机研制、并行计算方法和并行软件研制上均取得长足发展,每秒上万亿次的高性能计算机对一般的科研部门已经不是一种奢望,它们使得一大批过去无法求解的问题如今容易实现.

蒙特卡罗中子-光子输运程序MCNP的并行化

The coupled neutron and photon transport Monte Carlo code MCNP (version 3B) has been realized the parallelization in PVM and MPI by modifying serial code. The results of sample problems prove the correction of code. The speedup increases linearly and the efficiencies are up to 98.5% relate to parallel code and up to 95.7% relate to serial code for 12-processor, respectively.

激光驱动束靶相互作用产生中子的蒙特卡罗程序

概述激光驱动束靶相互作用产生中子的蒙特卡罗程序MCNRC的程序设计和进展。详细阐述MCNRC中的离子输运过程和中子产生过程中应用的物理模型和数据库,并展示MCNRC的模拟计算和实验数据或与其他模拟数据之间的比较。介绍该程序应用于质子锂反应、氘锂反应和锂质子反应,三种基于不同核反应中子源的模拟计算,计算结果表明,MCNRC对上述中子源具有较好的模拟能力。

基于RMC程序的用康普顿轮廓进行束缚态电子多普勒展宽修正研究

堆用蒙特卡罗程序RMC具备中子、光子、电子耦合输运能力,能完成精确的屏蔽计算,其中光子输运过程采用光子数据库进行了康普顿散射模拟。本文对康普顿散射物理原理及多普勒展宽方法进行分析,使用康普顿轮廓数据对束缚态电子进行多普勒展宽修正,实现了RMC程序对自由电子和束缚态电子的选择性处理。通过核素算例测试,观察到了多普勒能谱展宽的效应,证明了该方法的正确性。通过对典型压水堆组件的计算和对比,验证了用康普顿轮廓进行束缚态电子多普勒展宽修正的必要性和正确性。

Research and development of the automatic modeling system for Monte Carlo particle transport simulation

在广泛调研和分析现有几何建模方法特点的基础上研发了具有可视化用户界面的自动建模程序系统MCAM。它可以实现多种商用软件CAD模型与McNP模型之间的相互转换，且提供了模型建立、预处理、属性分析等基本功能和计算结果可视化及基于医学映像建模接口等扩展功能。全面系统地介绍了MCAM的设计思想与原理、总体结构、主要功能和国际合作协议框架下的应用测试等情况。实践表明，它是一个实用的MCNP计算辅助工具和核设计与核分析质量保证工具。

高温气冷堆堆外探测器空间响应函数的计算和特性分析

建立高温气冷堆核电厂示范工程(HTR-PM)反应堆堆外探测器空间响应函数的计算模型。基于共轭输运理论,分别使用蒙特卡罗程序(MCNP)和三维离散纵标(SN)程序TORT计算高温气冷堆堆外探测器空间响应函数。对堆外探测器空间响应函数主要特性的分析及对2种计算结果的比较表明:SN程序TORT的计算结果和MCNP的计算结果一致;基于共轭中子输运理论建立堆外探测器读数和堆芯功率分布的映射关系(探测器空间响应函数)可行;MCNP的计算效率较低,得到三维分布的空间响应函数存在较大的统计误差;堆外探测器读数主要由正对探测器的堆芯局部区域的高能中子产生。

关于电子在平行板空腔中能量沉积的比较研究

应用ＥＧＳ４电子输运的蒙特卡罗程序，计算了在平行板空腔中均匀分布电子源的电子在不同壁材料空腔中沉积的能量，并与由电子输运球谐近似计算的结果进行了比较， 表明在大部分情况下二者都符合得较好；同时建立了剂量学研究中重要的基础数据库．