基于PVM的MCNP程序的并行计算解决方案

结合考虑国内用户情况,组建了用于MCNP5并行计算的基于PVM的实用小型Windows集群并总结出了完整的解决方案。在此基础上,针对铅、水复合层对γ射线的屏蔽能力的计算实例进行了集群和其它类型计算系统的对比计算,结果显示该方案具有组建方式灵活、费用低廉、管理简单方便等特点,可以满足大部分用户对计算能力的需求。     

北京谱仪数据处理集群计算系统介绍

介绍了北京谱仪离线数据处理集群计算系统的结构,硬件和软件系统的配置和性能情况,对作业管理软件的使用和集群计算系统的运行性能作了详细描述。     

蒙特卡罗方法计算~6Li玻璃和~(10)B中子探测器的相对效率

蒙特卡罗方法是计算中子探测器的常用方法。本文用该方法计算了中子在~(10)B或~5Li玻璃样品中的通量衰减因子及多次散射修正因子。用相关方法和微分方法计算了截面误差对通量衰减及多次散射修正因子的影响。在NOVA—840机上用FORTRAN-5语言编制了计算程序。初步计算表明,计算结果与已有结果基本符合。     

新燃料组件运输容器的力学和临界设计研究

介绍了一种新燃料组件运输容器在设计过程中的力学和临界计算。根据相关设计法规和标准,首先对该型容器进行力学仿真,考察其在极限工况下的堆叠性能,开展了容器的模态分析以及在公路运输工况下的随机振动响应及疲劳失效计算。之后,对该型容器开展了各工况下单个及阵列条件下的临界计算。相关的力学和临界计算结果为该型容器的最终设计定型提供了依据。     

基于LDAP和AFS的集群用户管理系统

集群计算体系的广泛应用,使得集群系统的用户管理问题越来越重要.提出了一种基于LDAP和AFS分布式文件系统的用户管理方案,在保证用户集中管理的同时,提供了用户目录的透明访问和较高的用户数据安全性.     

反应堆吊篮在正常和劣化支撑条件下的振动模态特性

反应堆正常运行时,吊篮组件受到冷却剂的作用而诱发振动,往往会造成吊篮及其支撑结构发生疲劳破坏或松动脱落,危及反应堆的安全。通过长期对运行中的反应堆吊篮振动特性的监测发现:随着反应堆的运行,吊篮的固有频率,特别是梁式频率会发生较大的变化,而常规吊篮模态的计算方法是无法模拟和预测该梁式频率的变化规律。针对该问题提出了在劣化支撑条件下吊篮结构模态分析的计算方法和力学模型,该方法准确模拟了不同的劣化状态下吊篮的约束边界。以国内某堆型的吊篮结构为研究对象,分别计算了在空气和静水中支撑条件劣化5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%时的振动模态,并与国外学者相关研究的试验结果进行对比,结果表明:本文提出的反应堆吊篮在劣化支撑条件下的振动模态计算方法与相关研究的试验结果趋势一致,吻合较好。因此,该计算模型是合理、可行的,能够满足工程计算分析的需求。     

子通道分析矩阵算法的无向图分区方法

子通道分析软件CORTH在全堆芯栅元级别的粒度下采用结构化网格矩阵算法对总焓守恒控制方程和动量守恒控制方程进行求解,现阶段引入并行增强其计算效率。由于系数矩阵具备稀疏对称性,可以转换为无向图下的分区算法进行研究,取得最小化通信体积、计算量和负载均衡的目标。通常该问题为非线性问题(NP问题),在子通道分析应用场景下对比讨论了几种典型的无向图分区方法及其效果。数值实验表明,基于多层次的k-way无向图分区方法能够取得该应用场景下几种分区算法中矩阵系数并行计算的次优解,且对压水堆全堆芯栅元子通道的分析计算进行了集群计算机性能测试,其并行能力表现良好。     

蒙特卡罗固定源计算的并行设计与实现

蒙特卡罗方法在求解粒子输运问题中已得到广泛运用,由于其收敛速度慢,需要耗费大量时间重复模拟以获得准确的结果。本文介绍了一种蒙特卡罗固定源计算的并行方法,并基于消息传递接口MPI在FDS团队自主研发的超级蒙特卡罗计算软件SuperMC2.0中实现了多核及多节点并行。以IAEA-ADS为测试例题在高性能计算集群上以32个计算内核进行测试,获得了86.81%的并行效率,同等测试条件下并行效率高于MCNP,同时保证了串行结果和并行结果的一致。测试结果表明该并行设计能够有效地解决蒙特卡罗固定源计算的耗时问题。     

节块法部分插棒显式表示法及数值结果

节块法在堆芯扩散计算程序中得到广泛应用,但由于采用较粗网格以加快计算速度,给计算结果带来锯齿效应。锯齿效应影响部分与堆芯扩散相关的计算结果。本文提出将部分插棒节块内的中子截面在节块法横向积分方程中进行显式表示的方法,即引入与节块轴向位置相关的截面阶跃函数。数值结果表明,该方法显著改善了锯齿效应引起的控制棒微分价值偏差,特别是基本完全消除了该效应对控制棒相关动力学问题的偏差。     

低价值控制棒中子吸收体材料燃耗相关数据的制作及验证研究

本文从燃耗方程出发给出了燃耗计算相关数据的内容,提出了使用蒙卡燃耗计算程序作为基准程序进行燃耗计算相关数据制作和验证的方法。应用该方法制作了低价值控制棒中子吸收体材料铽(Tb)和镝(Dy)同位素燃耗计算相关数据。数值计算结果表明,新制作的燃耗计算相关数据具有很高的计算精度。最终给出了满足低价值控制棒中子吸收价值要求的铽镝合金设计方案的计算结果。     

A new high speed solution for the evaluation of Monte Carlo radiation transport computations

Advancements in parallel and cluster computing have made many complex Monte Carlo simulations possible in the past several years. Unfortunately, cluster computers are large, expensive, and still not fast enough to make the Monte Carlo technique useful for calculations requiring a near real-time evaluation period. For Monte Carlo simulations, a small computational unit called a Field Programmable Gate Array (FPGA) is capable of bringing the power of a large cluster computer into any personal computer (PC). Because an FPGA is capable of executing Monte Carlo simulations with a high degree of parallelism, a simulation run on a large FPGA can be executed at a much higher rate than an equivalent simulation on a modern single-processor desktop PC. In this paper, a simple radiation transport problem involving moderate energy photons incident on a three-dimensional target is discussed. By comparing the evaluation speed of this transport problem on a large FPGA to the evaluation speed of the same transport problem using standard computing techniques, it is shown that it is possible to accelerate Monte Carlo computations significantly using FPGAs. In fact, we have found that our simple photon transport test case can be evaluated in excess of 650 times faster on a large FPGA than on a 3.2 GHz Pentium-4 desktop PC running MCNP5.     

MeV碳离子及碳团簇C2+注入PC膜的光吸收谱研究

研究了MeV碳离子及碳团簇C2 注入的聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)膜.光吸收谱研究结果表明,离子注入在聚合物近表面产生了断键及缺陷,改变了PC的光吸收性质,在可见光区域有较明显的吸收,并且吸收边与注入离子的种类、能量和注量密切相关.X射线光电子谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对PC的近表面结构和成分配比进行了分析,证实了以上的结论.     

The investigation of energy loss and damage in polycarbonate induced by MeV carbon clusters

Carbon cluster ions (n = 1-5) and Cl⁺, Ti⁺, Ni⁺ ions were used to bombard polycarbonate (PC) films. By comparing the electronic energy loss and the number of chromophores at a fixed wavelength, we obtained the electronic energy loss S_e of carbon cluster ions in PC.     

MCNP程序并行计算性能分析

并行计算可以有效地减少MCNP程序的计算时间.利用MPI消息传递软件,可以在安装Windows操作系统的PC集群上实现MCNP5的并行计算.MCNP程序的并行计算性能与所计算问题的类型、复杂程度及参数设置等因素有关,对此进行了分析并提出了改善MCNP程序并行计算性能的措施.     

Real Time Global Tests of the ALICE High Level Trigger Data Transport Framework

The High Level Trigger (HLT) system of the ALICE experiment is an online event filter and trigger system designed for input bandwidths of up to 25 GB/s at event rates of up to 1 kHz. The system is designed as a scalable PC cluster, implementing several hundred nodes. The transport of data in the system is handled by an object-oriented data flow framework operating on the basis of the publisher-subscriber principle, being designed fully pipelined with lowest processing overhead and communication latency in the cluster. In this paper, we report the latest measurements where this framework has been operated on five different sites over a global north-south link extending more than 10,000 km, processing a ldquoreal-timerdquo data flow.     

C／S数据处理系统及其在DECnet上的实践

本文介绍了ＶＡＸ－ＰＣ构成的异构ＤＥＣｎｅｔ网络中实施Ｃ／Ｓ数据处理系统的一般方法，并以一个Ｃ／Ｓ方式聚变实验数据处理系统为例，详细说明了ＶＡＸ－ＰＣ在ＤＥＣｎｅｔ环境下的Ｃ／Ｓ系统的实现方法。通过对ＶＡＸ集中式处理系统与Ｃ／Ｓ方式处理系统的性能评价说明了Ｃ／Ｓ方式的优越性。     

Effect of borate concentration on solidification of radioactive wastes by different cements

To investigate the effect of borate on the cementation of radioactive evaporator concentrates, and to provide more data for solidification formula optimization, the simulated borate evaporator concentrates with different borate concentrations (as B) and Na/B ratio (molar ratio) were solidified by sulfoaluminate cement (SAC) and Portland cement (PC), with addition of Ca(OH)₂, zeolite and accelerator or water reducer. The hydration products of solidified matrices were characterized by X-ray diffraction (XRD). The experimental results showed that borate retarded the cement setting for both SAC and PC formulas, and the final setting time prolonged with decrease of Na/B ratio. Borate could enhance the fluidity of the cement mixture. The 28 d compressive strengths of the solidified matrices for both SAC and PC formulas decreased with increase of borate concentration. The XRD patterns suggested that, in the matrices maintained for 28 d, borate did not interfere with the formation of main hydration products of SAC and PC. Borate, in the form of B(OH)⁴⁻, incorporated in ettringite (3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O) as solid solution phase. The formula of SAC and PC developed in this study was effective for cementation of the simulated borate evaporator concentrates. However further optimization was required to reduce retarding effect of higher borate concentrations and to extend the practical feasibility for actual evaporator concentrates.     

多功能网络化核数据获取和处理系统

应用网络技术将多个功能不同、相互独立的以PC微机为基础组成的核数据获取和处理子系统有机互联,组成了一种新型的多功能网络化核数据获取和处理系统,探讨了系统的最佳组成模式、工作原理及实现方法,给出了系统在2．5MeV静电加速器上进行团簇特性研究的初步结果。     

亚细胞尺度氚非均匀分布下单粒子效应的蒙特卡罗模拟计算

利用蒙特卡罗程序Geant4构建了正常肺上皮细胞体素模型,结合Geant4自建DNA模型,模拟计算了氚在亚细胞尺度不同靶区的物理作用和DNA损伤效应,分析了氚处于不同滞留状态下β单粒子对细胞内环境及DNA的影响。结果表明,氚的滞留状态对不同靶区的作用呈规律性变化,源项为细胞核时,源靶组合N->N与N->C的能量沉积E_细胞核/E_细胞质比值差异最为显著,微剂量学特征值S_N->N最大。β单粒子作用于DNA产生的集簇损伤尺寸一般＜3,且多为简单单链断裂（SSSB）类型,尽管产生的集簇损伤尺寸≥3的比例(<5%)很低,但仍有产生集簇损伤尺寸高达6的可能。源项为细胞核时,产生双链断裂（DSB）的产额是单链断裂（SSB）的5%,其中复杂双链断裂（CDSB）约占DSB的20%,相比细胞质、细胞源项,CDSB产额最大。     

碳团簇C+n(n=1—5)注入NaCl晶体的研究

能量为 0 .6MeV/C荷能碳团簇离子Cn+(n =2— 5)注人到NaCl单晶 ,利用TRIM程序对碳团簇在NaCl单晶中的射程进行模拟 ,碳团簇NaCl单晶内存在一定长度的“团簇区域”。光学吸收谱表明 :由于团簇区域的存在 ,不同碳离子团簇辐照产生的缺陷种类浓度都有很大不同 ,较大团簇会产生V2 和V3色心 ,色心浓度也较大。