点通量积分法在蒙特卡罗方法中的应用

介绍了指向概率法和点通量积分法两种方差减小技术在计算小概率的体通量、面流量中的应用,进而利用点通量积分法计算了在MCLLS方法的典型几何结构中的面流量计算结果并且与通用蒙卡程序MCNP的计算结果进行了比较。     

计算电子射程的直接蒙特卡罗方法

电子射程的计算通常采用吸收曲线线性外推法,但线性外推法在计算与应用上有一定缺陷。采用相对强度衰减至一定比例的定义法也可用来确定射程。本文首先对定义法的数值模拟方案提出改进,然后研究提出计算电子射程的直接蒙特卡罗模拟方法。直接蒙特卡罗模拟方法不需计算注量,直接以射程为统计量,该方法使用方便,不受电子能量、衰减介质厚度的限制,具有很高的计算精度和计算效率,还可给出射程的区间估计。     

自适应蒙特卡罗方法计算海水淡化堆非能动系统物理过程失效概率

物理过程失效的研究对于非能动系统十分重要。目前,已被广泛应用的重要抽样蒙特卡罗方法需要依赖改进的一次二阶矩法寻找设计点。本文应用自适应蒙特卡罗方法,利用自适应方法确定重要密度函数,避免了改进的一次二阶矩法的不足,提高了抽样效率,而且在相同的模拟条件下,可较好地改善相对误差。以245 MW海水淡化堆非能动系统为研究对象,用自适应蒙特卡罗方法和目前已有的其他方法研究非能动系统的物理失效概率,最后对各方法在非能动系统上的适用性进行比较分析。     

蒙特卡罗方法在反应堆物理计算中的应用

利用蒙特卡罗 (MonteCarlo简称MC)方法对高通量工程试验堆的堆芯物理进行了计算 ,计算了该堆的 5个临界装置的有效增殖系数keff以及一个实际运行的复杂堆芯中考验回路内的考验燃料元件的中子通量 ,计算结果与实验值符合得很好     

节块法与蒙特卡罗方法耦合计算研究

普通节块法无法在计算中获得不同组件内精细中子通量密度分布的信息。本文提出一种利用入射角通量将节块法与蒙特卡罗方法相耦合的方法(节块-蒙卡入射角通量耦合方法),并编制了计算程序进行验证。结果表明:本文计算结果与参考值相符,节块-蒙卡入射角通量耦合方法适用于局部特定位置精细中子通量密度等参数的计算,计算效率高,计算结果准确。     

蒙特卡罗方法在ADS屏蔽计算中的应用

利用蒙特卡罗方法计算了新一代核能系统加速器驱动系统(ADS)中质子束管内的中子归一化注量率分布以及通过质子束管入口和其它外表面逸出的归一化中子注量率,得出了一些对ADS系统的设计有重要意义的结论。     

一种非采样式大气放射性监测方法研究

为更有效地监测、评估核事故后放射性核素泄漏水平和泄漏范围,探讨了一种非采样式大气放射性监测方法,并评估了该测量方式的可行性与探测下限。针对空气分布范围过大的特点,该方法首先利用MC方法模拟了小范围空气内的探测器响应,然后利用理论分析得到的探测器响应随空气范围变化关系,将MC计算结果外推到无限大空间范围内。结果表明:将探测器直接对着空气测量是可行的。该测量方式能够用来鉴别核素,具有测量范围大,探测下限低的特点。     

核临界安全计算的一个新方法:单中子蒙特卡罗方法

应用蒙特卡罗方法计算K_(eff)通常情况下,需要首先计算给出裂变中子源分布,然后再根据裂变中子源分布计算给出K_(eff)。作为蒙特卡罗方法计算K_(eff)的主要困难,在于计算给出裂变中子源分布。正是由于这一原因,进入七十年代前后,人们开始把注意力集中到了所谓最优源对策问题的研究上。本文给出了一种计算K_(eff)的新的方法——单中子蒙特卡罗方法,改变了过去用蒙特卡罗方法计算K_(eff)时必须首先计算给出裂变中子源分布,然后再计算给出K_(eff)的分为两步的传统方法,而变成只有一步,即直接计算给出K_(eff)。证明了单中子蒙特卡罗估计为渐近无偏估计,概率收敛于K_(eff),并且给出了方差的近似计算公式。通过具体计算的例子表明,单中子蒙特卡罗估计可以很快地收敛于K_(eff),至少节省了通常蒙特卡罗方法计算K_(eff)时所需要的计算给出裂变中子源分布的计算机的全部时间。     

应用蒙特卡罗方法表征HPGe探测器

采用蒙特卡罗方法计算HPGe探测器对光子的探测效率,需对计算模型参数进行确定。使用蒙特卡罗模拟计算和实验测量相结合的方法,对晶体死层厚度及冷指尺寸进行了表征。结果表明,使用此方法确定晶体参数模拟光子的探测效率,在59.54～1408.1keV光子能量范围内,计算效率与实测效率相对偏差在5%以内,并进行了实验验证。     

Estimation method of systematic uncertainties in Monte Carlo particle transport simulation based on analysis of variance

In the present work, the authors propose a standard analytical method to estimate systematic uncertainties in the Monte Carlo particle transport simulation based on analysis of variance (ANOVA). As sample problems, two sets of neutron-shielding calculations for evaluating effective dose were performed using the Particle and Heavy Ion Transport code System coupled with ANOVA. In the simulation, we selected the total cross section and the water density in material as unclear physical quantities to induce systematic uncertainties. Systematic and statistical uncertainties were evaluated by changing the number of simulation conditions and trials per condition, where each condition is associated with one set of unclear quantities. Then, we analyzed the dependence of convergence of the systematic uncertainties on the number of conditions and trials. The analysis results show that simulations with only three conditions are adequate in the case where variations in the conditions have a monotonic effect on the calculation results, while more than 100 conditions are required in the other cases. In addition, we propose a useful criterion to determine the appropriate number of trials for converging systematic uncertainties.     

用蒙特卡罗方法进行核临界安全计算

本文介绍了蒙特卡罗程序ＡＭＰＸ－ＫＥＮＯ系统的铀富集厂核临界安全计算机中的应用,并为此作了大量临实验数据的验证计算和可用于实际生产的临界安全参数计算。     

Unbiasedness Evaluation of Statistical Error in Staged Monte Carlo Calculation

Fuel rod failure behavior has been studied under a reactivity initiated accident condition in Nuclear Safety Research Reactor (NSRR), JAERI. In the studies, inetallurgical observations showed that the incipient fuel rod failure mode was oxygen-induced embrittlement of the cladding independent of the test conditions such as fuel designs and cooling environments except for pressurized and waterlogged fuels. Development of the oxidation layers and embrittlement of β-Zry were quantitatively evaluated through the metallurgical examinations. A diffusion equation of oxygen was solved under a finite system with moving boundary conditions to obtain the oxygen concentration and evaluate the cladding embrittlement. The calculation showed that the wall thinning due to the cladding melt is needed for the complete embrittlement because the wall thinning enhances the oxygen concentration in the β-Zry, which well explain the experimental results. Therefore the failure threshold energy is determined by the cladding melting temperature. The failure threshold derived from this study is expected to be applicable to predicting the fuel rod failure behavior in computer analyses and also useful to evaluate the failure threshold energy for the new types of fuel rod.     

低真空中SPIG性能的蒙特卡罗模拟研究

应用蒙特卡罗技术对低真空中六极离子导向器的性能进行了计算机模拟研究。模拟计算跟踪每个离子的轨迹直至它逃离感兴趣的区域或达到终点。离子在低真空六极射频电场中受到来自电场和剩余气体两方面的作用力，这两个力对离子的运动影响在模拟中分开计算。前者用龙格－库塔方法求解运动微分方程，后者体现为离子与气体分子之间的两体撞，ＲＳ模型和ＭＳＷ模型用于计算碰撞过程。     

蒙特卡罗方法在X射线荧光分析中的一些应用

本文给出了荧光过程的蒙特卡罗模拟,着重考虑了几种散射过程对特征X射线强度的影响。对几 种纯元素,计算了单位辐射下特征X射线的强度,与实验值取得了较好的一致。     

反冲质子探测系统中子灵敏度的Monte Carlo算法

在强流脉冲中子测量工作中,常利用PIN探测器测量中子与聚乙烯中的H核发生弹性散射产生的反冲质子.本文利用Monte Carlo技术进行快速计算的反冲质子探测系统中子灵敏度表达式,给出了算法和计算流程.     

Efficient Monte Carlo simulation of delayed activation analysis experiments

An approach is described for efficiently modelling delayed activation analysis experiments, where radioactivity is induced in a sample through irradiation with neutrons or gamma-rays and subsequently measured by a separate detection system. The continuous single-history method is used, in which a single computer code tracks both the initial irradiation quantum and the decay products of any induced radioactive nuclei in a single event using Monte Carlo methods. Key aspects of the approach include the forcing of both the irradiation and decay processes to improve efficiency and the ability to simulate complex radioactive decays producing multiple, coincident decay products. The method has been implemented in the general-purpose EGSnrc code. A comparison with experimental results for the photoactivation of a gold foil is presented.     

蒙特卡罗模拟人工自旋冰的退磁过程

近年来,人工自旋冰(Artificial spin ice,ASI)因具有潜在的应用价值以及理论研究价值而倍受关注,成为磁学领域的研究热点之一。以往的研究集中在Square和Kagome两种晶格结构,由于能量势垒和阻挫的大量存在,实验上难以通过退磁等方法达到其内部相互作用决定的能量基态。本文基于Kagome晶格结构提出了一种新的人工自旋冰结构,并基于蒙特卡罗模拟了三种不同的退磁方法对体系能量的影响。结果表明,退磁过程中旋转磁场方向可更有效地降低体系能量,并诱导多种磁结构的出现。     

薄膜和纤维塑料闪烁体中子能响特性的Monte Carlo数值计算

根据中子与塑料闪烁体的作用机制及塑料闪烁体的荧光转换特性,研究了塑料闪烁体薄膜和塑料闪烁体纤维中子能响特性的Monte Carlo数值计算方法,给出了不同厚度的塑料闪烁体薄膜和不同直径的塑料闪烁体纤维对裂变能区中子的灵敏度计算结果,并对计算结果及其在电流型坪响应裂变中子探测器方面可能的应用进行了初步探讨。     

用Monte Carlo方法模拟设计工业CT探测器

为了用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法设计工业ＣＴ探测器，我们开发了通用程序ＧＥＰＭＣ。该程序模拟了γ光子，次级电子和荧光光子的输运过程，主要的计算结果有ＣＴ阵列探测器的γ输出谱，积分荧光输出，探测效率和探测器之间的串扰（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）在实验方面，我们测量了不同尺寸单块晶体的γ能谱，其谱形与模拟计算的相符合。