蒙特卡洛2

实验二 MCNP的使用

一、实验目的

1、了解MCNP程序运行流程； 2、掌握MCNP输入文件编写规范；

3、理解模拟内容、并能编写输入文件、运行，并获得计算结果； 二、实验原理

MCNP是一种常见的粒子输运模拟软件，软件的安装、运行和输入文件编写方法详见理论课讲义第五章。

MCNP输入文件编写完成后，先确认输入模型是否正确，在DOS环境下进行，打开运行DOS环境，进行以下操作： DOS命令

mcnp5 ip i=name.inp o=name.o PX vx PY vy PZ vz FACTOR m Extent a b ORIGIN X Y Z

操作命令含义 打开画图框

输出模型在x=vx面上的切面 输出模型在y=vy面上的切面 输出模型在z=vz面上的切面 将输出图放大1/m倍 切面沿两坐标轴方向分别放大 定义画图中心位置（X,Y,Z）

也可进行以下操作：点击“开始”→“所有程序”→“MCNP5”→“VisEd”，进入画图窗口，打开输入文件后可进行如下操作：

操作位置

或

图像放大/缩小

改变切面及坐标面与 该曲面的夹角余弦

操作量

修改坐标原点

三、实验内容

1、学习MCNP程序的各种运行方法及输入文件结构； 2、编写以下问题的输入文件；

2.1、有一HPGe探测器，结构如图1所示。分别给出位于探测器轴心、距离探测器晶体中心25cm处的137Cs源、60Co、131I源对应特征γ射线的探测效率（计算时相应特征射线的源粒子至少为107个），并给出三者混合源（活度比为1:1:3）的能谱图（源发射总粒子数大于3×108个）。

外死层锂厚度0.09cmHPGe Φ2.96cm×6.77cmAl壳0.05cmy冷指Cu的尺寸Φ0.56cm×1.75cm

图1 HPGe探测器结构图

2.2、γ射线减弱规律研究：模拟不同能量的窄束γ射线穿透不同厚度物质（重金属）后，原始能量γ射线的变化规律，并与理论曲线比对。（此处也可模拟中子，物质选用轻元素） 三、实验报告编写

1、用MCNP程序画出模型在YOZ平面上的切面图；

1）、程序代码：

pin model

1 1 -10.4 -1 imp:n=1 2 2 -1.0 1 2 -3 4 -5 imp:n=1 3 0 -2:3:-4:5 imp:n=0

1 cz 0.45 *2 px -0.63 *3 px 0.63 *4 py -0.63 *5 py 0.63

KCODE 2000 1.0 15 45 KSRC 0 0 0

m1 92235 4.0 92238 96.0 8016 200.0 m2 1001 2.0 8016 1.0

2）、运行结果：

XZ面切面图 XY面切面图

1.40E-041.20E-041.00E-048.00E-056.00E-054.00E-052.00E-050.00E+000.00E+02.00E--2.00E-05001系列14.00E-016.00E-018.00E-1.00E+01.20E+01.40E+01.60E+0010000

2、有一HPGe探测器，结构如图1所示。分别给出位于探测器轴心、距离

60131

探测器晶体中心25cm处的137Cs源、Co、I源对应特征γ射线的探测效率（计

算时相应特征射线的源粒子至少为107个），并给出三者混合源（活度比为1:1:3）的能谱图（源发射总粒子数大于3×108个）。

1）程序代码：

C HPGe探测器模拟

1 1 -5.35 (-3 4 -13):(-13 14 -4 5) $HPGe 2 2 -8.96 -4 5 -14 $冷指Cu 3 3 -0.534 (-12 13 -3 5):(-12 -2 3) $外死层Li 4 4 -2.70 (-11 12 -2 5):(-11 -1 2) $Al壳

5 5 -1.293E-3 -6 1 -11 $放置源的区域 6 0 11:6:-5 $外围

1 pz 5.16 $坐标原点在面4上，向上为Z，向右为y 2 pz 5.11 3 pz 5.02 4 pz 0 5 pz -1.75 6 pz 30 11 cz 1.62 12 cz 1.57 13 cz 1.48 14 cz 0.28

mode p e imp:p,e 1 4r 0 m1 32000 1 m2 29064 1 m3 3007 1 m4 13027 1

m5 6012 -1.4e-4 7014 -0.75519 8016 -0.23179 18040 -1.288e-2 sdef pos 0 0 26.635 par 2 erg d1 si1 L 0.364 0.661 1.173 1.331 sp1 D 0.6 0.2 0.1 0.1 f8:p,e 1

ft8 geb 0.000527 0.00136 e8 0 8195I 1.5 nps 1e9

2）运行结果：

9.00E-058.00E-057.00E-056.00E-055.00E-054.00E-053.00E-052.00E-051.00E-050.00E+000.00E+02.00E--1.00E-050014.00E-016.00E-018.00E-1.00E+01.20E+01.40E+01.60E+0010000系列1

2、给出2.1和2.2的MCNP程序并解释每一句的含义；

3、对2.1和2.2的MCNP程序运行结果进行分析，给出实验结果。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zoy2.html