基于蒙特卡罗方法的NaI探测器效率刻度及其测量轫致辐射实验

为了将NaI探测器更好地应用到轫致辐射谱测量工作中,对一套NaI探测器做了研究:利用~(137)Cs,~(60)Co等同位素γ源,结合蒙特卡罗方法,得到全能峰效率的模拟值与实验测量值符合得较好;利用蒙特卡罗N粒子编码模拟NaI对不同能量光子的响应,得到了该探测器对光子的能量响应,并将获得的能量响应用于轫致辐射的解谱工作,解谱结果与原始谱符合得很好;将该探测器应用到强流电子束打靶轫致辐射测量实验中,对轫致辐射在NaI探测器中的响应做了初步测量.     

多群输运-燃耗耦合蒙特卡罗计算

介绍了三维多群中子输运-燃耗耦合P3近似蒙特卡罗程序MCMG-BURN，该程序是在连续截面蒙特卡罗程序MCNP和反应堆栅元均匀化程序WIMS基础上发展而来的，使用多群截面为模拟临界实验堆和高通量工程实验堆，取得与MCNP和实验一致的结果，MCMG-BURN具有与MCNP相同的精度，但计算时间较MCNP要少得多。     

Monte Carlo simulations of a D-T neutron generator shielding for landmine detection

Shielding for a D–T sealed neutron generator has been designed using the MCNP5 Monte Carlo radiation transport code. The neutron generator will be used in field for the detection of explosives, landmines, drugs and other ‘threat’ materials. The optimization of the detection of buried objects was started by studying the signal-to-noise ratio for different geometric conditions.     

基于VENUS-III国际基准模型的JMCT程序验证

基于自主研制的三维中子-光子耦合输运蒙特卡罗通用程序JMCT（J Monte Carlo Transport Code）,采用连续点截面,对国际基准屏蔽VENUS-III模型开展精细建模和中子输运临界及屏蔽计算.临界计算得到系统k_eff、重要区域的通量及能谱.结果表明,JMCT和MCNP程序的重要区域体通量计数吻合较好,偏差均在1%以内.深穿透屏蔽计算采用外源模式,点探测器计数,JMCT计算值与实验测量值偏差在15%以内,满足屏蔽设计对误差的要求.初步验证了JMCT程序临界及屏蔽计算的可用性.     

热辐射输运问题的隐式蒙特卡罗方法求解

热辐射与物质相互作用及辐射光子在物质中的传输是惯性约束聚变研究中的重要课题. 介绍了基于隐式蒙特卡罗方法的辐射输运方程,在该方程的积分-微分形式基础上,推导了利于蒙特卡罗方法模拟的等价的积分输运方程;基于积分方程设计数值模拟流程,编写三维蒙特卡罗数值模拟程序;针对热辐射输运典型问题及benchmark问题开展了数值实验,计算结果验证了方法的适应性及程序的正确性. 关键词： 热辐射 惯性约束聚变 输运方程 隐式蒙特卡罗     

堆用蒙特卡罗程序几何重复结构功能开发

介绍了反应堆物理蒙特卡罗程序几何重复结构功能；以MCNP和反应堆用蒙特卡罗模拟程序RMC为例介绍了常见的重复结构输入及实现方式；简要介绍了三种用于几何层级、重复结构计算的加速功能；以大亚湾反应堆组件和全堆芯为例,比较了RMC和MCNP的计算时间，结果显示RMC相对于MCNP获得了3~9倍的加速效果。     

厚闪烁体内次级中子对快中子图像质量的影响研究

利用编制的快中子照相数值模拟程序(FNRSC)模拟计算了入射中子能量为14 MeV时,厚度5—300 mm闪烁体内次级中子对快中子图像质量的影响,结果表明闪烁体厚度d<50mm时,次级中子对图像的影响强烈依赖于闪烁体厚度,而当d>50 mm时,次级中子对图像的影响趋于饱和.将文献中利用蒙特卡罗中子-光子输运程序(MCNP)计算的次级中子对图像影响和文中计算结果进行了对比,给出了二者存在差异的主要原因：次级中子分布对入射中子空间分布的强烈依赖性;能量沉积和荧光输出这两种计算方法对 关键词： 14 MeV中子 快中子照相 次级中子 Monte Carlo模拟     

New track-structure Monte Carlo code for 4D ionizing photon transport

Radiodiagnosis and radiation treatment, in each of their areas such as imaging, radiotherapy and nuclear medicine, require precise calculations about the energy deposited and scattering of the ionizing radiation used. In healthcare applications, it is required to know the penetration and amount of energy deposited in the biological tissue irradiated by ionizing photons; these parameters are function of the photon interaction processes with matter, which can be analyzed experimentally or by Monte Carlo simulation. Purpose: The aim of this work was to develop a new Monte Carlo code for ionizing photon transport in water with the track structure technique, that allows to discriminate primary and secondary photons, and to determine the energy deposited, interaction coordinates, path length and time of flight (TOF) inside of scatter volume. Methods: C++ programming language was used. In the Compton scattering, the polar angle was sampled by methods: Kahn and EGS. Water spheres centered at the origin with different radius were used, where the isotropic point source was placed at (0, 0, 0) for different energies to compute the energy lost by photons and TOF inside spherical volume. Results: It was determined that the best sampling method for the polar angle generation in each Compton interaction was the EGS method. Energy deposited in target region filled with water was compared with MCNPX 2.6 and others’ results from literature. Mean TOF and pathlength inside region of interest was obtained for 4 radii and 5 energies. Conclusions: Quantities computed with the new code are, according to reported data, and so, the new code is reliable for photon transport in water using the track structure method; this will allow the new code to become a useful tool in the areas of radiology and radiation dosimetry. Also, TOF inside scatter volume was reported.     

Modelling of Carbon Erosion and Transport at Divertor Target Plate Using a Suite of Codes

To investigate carbon‐based material erosion and ensuing eroded carbon species density distribution, a Particle‐In‐Cell Monte Carlo collision code plus a plasma‐surface interaction code were combined with a Monte Carlo impurity transport code ITCD. It is found that a “density hill” forms at a distance of 3‐4 mm from divertor target plate under certain circumstances: high plasma temperature, small incident angle and strength of the magnetic field. By means of the study with the combined code on several scenarios with different plasma temperatures, the incident angles and strengths of the magnetic field, the simulation results reveal that they have a significant influence on the chemical erosion of carbon‐based material and the spatial distribution of eroded carbon species density above divertor target plate: the eroded carbon species density is smaller at a lower plasma temperature; the scenario with smaller incident angle and greater strength of the magnetic field can reduce the chemical erosion of carbon‐based material and the eroded carbon species density above divertor target plate evidently (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

基于临床实例的影响蒙特卡罗程序MCNP计算精度和速度的若干参数模拟研究

蒙特卡罗方法是目前最精确的剂量计算方法,但其较长的模拟时间阻碍了它在临床治疗中的应用。基于蒙特卡罗程序MCNP4c,针对一临床头部病例,探讨了记数方法、电子和光子截断能、光子产生次级电子参数ENUM对计算速度和精度的影响,给出了在保证一定精度前提下的最佳计算模式,以获得计算速度的有效提升。Monte its long simulation and photons, and investigated based Carlo method is regarded as the most accurate method for dose calculation at present, whereas time hinders its clinic application. The effects of the tally method, the cut-off energy of electrons the secondary electron number parameter ENUM on precision and speed of MCNP4c have been on a clinical case to seek for a relatively optimum calculation mode.     

瞬发中子密度衰减法计算中子代时间

采用蒙特卡罗程序MCNP计算了西安脉冲堆中子代时间。使用MCNP程序模拟了反应堆瞬发中子通量密度衰减,基于忽略缓发中子项的点堆动力学方程计算出中子代时间。在微次临界下,研究了次临界度、源的分布、计数区域等对西安脉冲堆中子代时间计算结果的影响。计算分析表明:采用瞬发中子密度衰减法计算中子代时间时,微次临界度、源分布、计数区域等对计算结果影响都很小;误差产生的主要原因是忽略缓发中子项的点堆动力学方程并不能较好地反应瞬发中子通量密度的衰减规律。     

向量裂变谱与矩阵裂变谱对临界计算的影响

用蒙特卡罗方法及可适应多种截面的三维多群P₃中子输运蒙特卡罗程序MCMG,计算比较了不同裂变材料使用向量裂变谱与矩阵裂变谱的计算结果,通过与MCNP程序结果的比较,确信两种裂变谱对计算结果的影响是存在的,但对计算结果不会带来本质影响.同时还比较了不同中子截面库计算结果.     

利用韧致辐射诊断激光等离子体相互作用产生的超热电子

超短脉冲强激光与等离子体相互作用时产生的向靶内传输的超热电子在“快点火”方案中起着极其重要的作用.对于这部分向靶内传输的超热电子，韧致辐射方法是一种能有效、全面获得超热电子各方面信息的诊断方法.通过三维蒙特卡罗程序MCNP模拟了超热电子在靶材料中的输运以及它们在靶后方向产生的韧致辐射的性质，论证了韧致辐射诊断方法的可行性. 关键词： 超热电子 韧致辐射 诊断 MCNP程序     

硼中子俘获治疗的蒙特卡罗方法模拟

用通用蒙特卡罗程序MCNP模拟了粒子在人脑中的输运过程. 吸收剂量率主要来自以下四个反应:¹⁰B(n,α)⁷Li,¹⁴N(n,p)¹⁴C,¹H(n,γ)²D,快中子弹性散射反应.对肿瘤区的贡献主要来自硼中子吸收反应.结果表明,超热中子比热中子适合于深肿瘤的治疗,而热中子对浅肿瘤的治疗有优越性,比如皮肤癌.同确定论方法的结果相比,蒙特卡罗方法不失为一种模拟中子俘获治疗的好工具.     

真空磁绝缘传输线损失电子模拟

 真空磁绝缘传输线建立磁绝缘状态的初始阶段,损失电子轰击阳极,发生轫致辐射。针对自限制流同轴圆筒模型,通过粒子模拟获得了损失前沿在能量传输方向的推进速度、电子到达阳极时的能谱和角分布情况,在此基础上采用蒙特卡罗方法模拟得到了轫致辐射所产生的X射线能谱。数值计算结果表明:电磁波损失前沿在能量传输方向的推进速度小于光速;损失前沿电子密度稳定。在自限制流磁绝缘传输线中,损失电子处在较宽的能量范围内,其电子偏移角度较小。建立了对应于同轴圆筒真空磁绝缘传输线的电子/光子输运模型,获得了损失电子轰击阳极产生的X射线能谱。     

轫致辐射靶的发射率及角分布分析

计算了不同能量下，几种常用单靶(W,Cu,Ta,Au)的X射线前向发射率和角分布, 从理论分析和蒙特卡罗方法模拟计算两方面分析了产生的X射线发射率及其角分布与靶参数和束流参数的关系, 并与已发表的数据及实验结果比较, 结果一致, 可为设计产生X射线的电子加速器及靶提供参数依据.     

Calculations of radioactivity and afterheat in the components of the CSNS target station

This paper shows the calculations of radioactivity and afterheat in the components of the China Spallation Neutron Source (CSNS) target station, with the Monte Carlo codes LAHET, MCNP4C and the multigroup code CINDER'90. These calculations provide essential data for the detailed design and maintenance of the CSNS target station.     

特征γ谱蒙特卡罗模拟方法的改进

针对中子-γ耦合输运问题,采用蒙特卡罗统计估计和期望值技巧,分别计算了被探测物的总能谱、时间谱和每个元素的特征γ谱,并与MCNP程序结果进行了对比.     

电子加速器屏蔽室空间散射的蒙特卡罗计算

为解决电子直线加速器屏蔽室的空间散射计算相关问题,采用蒙特卡罗程序MCNP4B进行模拟,使用分步计算的方法,结合分裂和轮盘赌技巧,计算出9MeV驻波直线加速器运行时的空间散射剂量率大小.并实际测量了加速器运行时屏蔽室周围距地面上方1m处的空间散射剂量分布.将计算得到的结果、计算空间散射的经验公式结果和实际测量的结果三者进行了比较分析.结果表明:蒙特卡罗方法计算值比较符合实际测量值,经验公式计算值则存在一定的偏差.     

BEAVRS基准模型热零功率状态的JMCT分析

使用JMCT (J Monte Carlo Transport Code)对来自MIT的全堆芯pin-by-pin精细建模的国际基准模型BEAVRS的热零功率(HZP)状态进行了模拟计算, 并与测试数据进行了对比和分析. 比较的物理量包括临界本征值、控制棒价值、反应性温度系数、轴向积分的全堆探测器测量值和不同位置四个组件轴向相对功率密度分布. HZP状态下不同控制棒位置插入和硼浓度的临界本征值计算, JMCT结果与理论值1.000 的误差小于0.2%, 控制棒价值计算结果与测量值符合. JMCT对轴向积分的探测器径向相对功率分布和四个组件的轴向归一化的探测器的计算结果与测量值进行了比较和分析, 计算结果与测量值一致, 同时清晰地展示了模型增加格架后, 轴向功率曲线在相应位置出现下凹的现象. 此外, JMCT给出了轴向积分的组件径向相对功率密度分布和轴向相对功率最大处(Z轴位置)的pin径向相对功率密度分布, 并与国际知名程序MC21结果进行了对比, 两个图像都符合得非常好. 随着计算机与并行计算的高速发展, 蒙特卡罗程序开始从传统的反应堆校验工具向反应堆设计工具转变.