1、MCNP3B 程序使用手册目录一. MCNPSH 输入的几何描述1.0 输入文件的基本格式1.1 信息块1.2 初始运行的输入文件1.3 接续运 行的输入格式1.4 卡片格式1.4.1 行输入格式1.4.2 列输入格式1.5 粒子标识1.6 缺省值1.7 输入错误信息1.8 检查 几何错误2.0 栅元描述卡2.1 栅元描述卡 的一般卡2.2 栅元描述的简写形式2.3 重复结构有关的 4 个栅元参数卡2.3.1 Universes 和 U 卡2.3.2 栅元变换和 TRCL 卡2.3.3 栅格和 LAT 卡2.3.4 FILL 卡3.0 曲面描述卡3.1 由方程定义曲面3.2 用点定义对称曲面3
2、.3 由三个点定义一般平面4.0 数据卡4.1 问题类 型卡4.2 栅元参数及曲面参数卡4.2.1 IMP 栅元重要性卡4.2.2 VOL 栅元体积卡4.2.3 ARWA 曲面面积卡4.2.4 PWT 光子权重卡4.2.5 EXT 指数变换卡4.2.6 VECT 矢量输入卡4.2.7 强迫碰撞卡4.2.810 权重 窗卡4.2.1112 权窗产生器卡4.2.13 PDn 探测器贡献卡4.2.14 DXC DXTRAN 贡献卡4.3 坐标变换（T Rn）卡4.4 源的 描述4.4.1 SDEF 通用源卡4.4.2 Sin 源信息卡4.4.3 SPn 源概 率卡4.4.4 SBn 源偏 倚卡4.4
3、.5 DSn 相关 源的发布卡4.4.6 SCn 源注释卡4.4.7 SSW 写曲面源卡4.4.8 SSR 读曲面源卡4.4.9 KCODE 临界就算的源点4.4.10 KSRC 临 界计算的源点4.4.11 子程序 SOURCES 和 RCDX4.5 MGOPT 多群特征卡4.6 PIKMT 光子产生偏 倚卡4.7 计数指定卡4.7.1 Fna 计 数卡4.7.2 FCn 计数注释卡4.7.3 En 计数能量卡4.7.4 Tn 计数时间卡4.7.5 Cn 计数 余弦卡4.7.6 FQn 打印层次卡4.7.7 FMn 记录乘子卡4.7.8 Den 剂量能量卡DFn 剂量函数卡4.7.9 Emn
4、 能量乘子卡4.7.10 TMn 时间乘子卡4.7.11 CMn 余弦乘子卡4.7.12 CFn 栅元标记卡4.7.13 SFN 曲面标记卡4.7.14 F Sn 分段计数卡4.7.15 SDn 分段除数卡4.7.16 Fun TALLYX 输入卡4.7.17 TFn 记录涨落卡4.7.18 DDn 探测器 诊断卡4.7.19 DXT DXTRAN 卡4.7.20 FTN 计数特殊处理卡4.8 材料指定卡4.8.1 Mm 材料卡4.8.2 DRXS 离散反应截面卡4.8.3 TOTNU 总裂变卡4.8.4 NONU 裂变截断卡4.8.5 AWTAB 原子量卡4.8.6 XSn 截面文件卡4.8
5、.7VOID 取消材料卡4.9 能量和热处理方式卡4.9.1 PHYS 能量 物理截面卡4.9.2 ESPLT 能量分裂和轮盘赌卡4.9.3 TMP 自由气体 模型热温度卡4.9.4 THTME 热时间卡4.9.5 MTM S(,)材料卡4.10 问题 截断卡4.10.1 OUT 截断卡4.10. 2 NPS 历史截 断卡4.10.3 CTME 计算时 间截断卡4.11 用户数据组4.11.1 IOUM 整型数组卡4.11.2 RDUM 实型数 组卡4.12 外围卡4.12.1 PRDMP 打印和转储周期卡4.12.2 LOST 丢失粒子卡4.12.3 DBGN 调试信息卡4.12.4 FIL
6、ES 文件生成卡4.12.5 PRINT 输出打印卡4.13 MCNP3B 输入文件综述4.13.1 数据输入卡4.13.2 存储限制二. 重复结构描述 的例子三. MCNP3B 程序包于运行操作3.1 MCNP3B 程序包的主要文件3.2 运行 MCNP3B 的操作步骤3.3 软盘文件目录附录 1. 截面数据目录表附录 2. 热的 S（，）截面表#前言MCNP 是美国 Los Alamos 实验室研制地一个大型地多功能地蒙特卡罗中子光子耦合需运程序。可用于计算中子光子耦合需运问题，也可以计算临界系统（包括次临界及超临界）地本征值问题。MCNP3B 是 1998 年公开发表地版本，他对 3A
7、版本着了许多改进，并增加了一些新地功能。MCNP 可以处理任意三维几何结构地问题，几何区地界面可以是平面，二阶以及某些特殊地四阶曲面（如椭圆环环面）MCNP3B 新地几何特征主要是增加了重复结构的能力，使用这一新的能力可以比较灵活地描述各种复杂的几何结构包括多级嵌套的删阵结构。MCNP 具有较强的通用性，提供了多种源分布，即通用源，临界源，以及通过写曲面源卡产生的曲面源，并留有接口，允许用用户定义自己的源。通用源可以给出体源（长方体，球，圆柱） ，面源（平面，球面，椭球面） ，以及线源和点源。MCNP3B 除提供了多种标准记数外，还增加了特殊记数能力，并为用户修改记数留有接口，因此，用户想要的
8、任何物理量几乎都能计算。MCNP 使用精细的截面数据。对热中子可以选用自由气体模型和 S( )模型处理。MCNP3B 提供了多种截面库，离散的中子截面库等。MCNP3B 具有计算多群中子，光子需运能力以及光子/电子耦合需运能力。但我们没有得到将截面转化成 MCNO3B 可读格式的程序，所有目前还不能使用。MCNP3B 具有计算多群中子，光子输运的能力以及光子/电子耦合输运能力。但我们没有得到有关截面库，未得到将截面数据转换MCNP3B 可读格式的程序，所以目前还不能使用。MCNP3BGONGYOU 28392 行源程序（压缩器） ，展成可执行程序约六万行左右。MCNP3B 可适应多种机型的运行
9、环境，标准的如CDC 7600， CRAY 1， IBM 3033，VAX11。目前我们已在微机（DO 操作系统，PC386 以上，NDFEORTRAN 谝译）上开发 MCNP3B IBM 3033 版本，计算了它原由的十六个功能检验例题，计算结果以 IBM 3033 计算结果一致。MCNP3B 文本资料比较齐全，由于时间关系，我们仅对输入说明部分（ 1的第三章） ，依据原文资料写出了本使用手册，供用户参考。如果拥护希望了解书写描述及物理模型，请参看1的第一章、第二章以及“MCNP 程序使用说明2”的第一部分。由于我们对程序掌握的不深透，以及水平所限，难免有些错误，望用户指正。MCNP 使用手
10、册正文部分一 MCNP 输入的描述MCNP 的输入包括几个文件，但主要一个是由用户填写的 INP 文件，该文件包括描述问题所必需的全部输入信息。对于任何一个特定的问题，只需用到 INP 的全部输入卡片的一小部分。表 5 给出 MCNP 某些输入项的最大值，用户可以修改程序并重新编辑以增加这些最大值，有关说明见1的附录 A。MCNP 的所有功能都应谨慎使用。因此，在运行之前，最好阅读第二章或其中的第一部分。MCNP 输入数据中，物理量的单位是：*长度按 CM*能量按 Mev*时间按刹（10 -8 秒）*温度按 Mev *原子密度按 10-24 个(原子/cm 3)*质量密度按 gm/cm3*截面
11、按巴（barn）1 输入文件的基本形式INP 文件有初始运行及接续运行的两种形式。该文件可包括一个信息块，用以替换或补充 MCNP 的执行行信息。见 1中的附录 A。11 信息块信息块的卡片放在 INP 文件中标题卡的前面。在没有执行行信息的计算环境下，信息块仅仅是给出 MCNP 一个执行信息的方法。信息块的第一张卡，必须在它的 98 列上写有MWSSAGE：，信息块卡片可不止一张。从第一张卡的 980 列到各继续卡的第 180 列都可作为 MCNP 的信息。在标题卡之前用一个空行分隔符结束信息块。信息块上各部分的意思和执行行信息是一样的，但执行行信息与信息块中所指定的信息有冲突时，则执行行信
12、息优先信息块上的同样信息，特别是要遵守下列几项规定：a 在信息块上，INP=文件名是不法的，即在信息块上不能改变 INP 文件的名字，只能在MCNP 的执行行改变 INP 文件的名字。b 在 A=B（文件名替换）的情况下，如果该结构在执行行信息上出现，也在信息块上出现，则信息块上这一项被忽略。c 如果在执行行信息中有任意一个覆盖执行说明（如 IP 或 IX） ，则信息块的全部覆盖执行说明被忽略。d 在执行行上的任何关键词顶都将使得在信息块上的相应项被忽略。例如，在执行行信息上的 C7（指定接续第七次转储）将使信息块上的 C4 被忽略。e 如果 C 或 CM 在信息块上出现，不在执行行上，则这个
13、运行仍是一个接续运行。1 2 初始运行的输入文件用这种形式建立一个蒙特卡罗计算问题，对问题的几何结构、材料、记数要求等给以 描述，如果需要，使可直接运行。该文件的格式如下：信息块空行分隔符标题卡栅元卡空行分隔符 曲面卡 空行分隔符数据卡空行分隔符其它 选择项在信息块后面的第一行是问题的标题卡，它限于一行，且占用 180 列，它作为 MCNP 各部分输出的标题使用。数据卡后面不管有没有空行分隔符，MCNP 都能运行，不同一点是如果数据卡后面有空行分隔符，则 MCNP 将不再读后面的附加行（附加行存在） 。这对某些用户喜欢保留附加的内容是很方便的，如改变这个问题的说明或者与这个输入文件本身有关的信
14、息。那么，这个分隔符能防止读入这些附加的信息。1.3 接续运行的输入文件接续运行文件是用于继续计算一个早先被终止计算问题，也可以用于对早先终止计算的问题进行重新编辑打印计算结果。一个接续运行文件必须在信息块或者在 MCNP 的执行行中含有 C 或者 CN 以指明是一个接续运行方式。一般情况下，在 MCNP 的执行行中除了 C 或者 CN 选择外，还需要有两个文件：（1）省缺名为 RUNTPE 的转储文件。 （2）一个选择的接续运行文件（省缺名 INP） 。转储文件，它是在初始运行时生成的，这个文件内容包括几何参数、截面参数、问题参数及重新开始运行所必需的全部其它信息。此外在一系列转储中还记录该
15、运行在各个阶段的结果。用户可从这些转储中的任何一次重新运行。CN 执行信息选择与 C 选择只有一点不同，即在接续计算中的转储数据直接存放在转储文件RUNTPE 文件中的固定数据部分之后，覆盖掉原有的其余转储内容，而 C 表示从 RUNTPE 文件中读出最后一次的转储内容接算，接算中产生的转储内容将接在最后一次的转储内容之后存放。接续运行的输入文件格式如下：信息块空行分隔符CONTINUE数据卡。空行分隔符其它 选择项其中信息块卡是选择项，但当未在终端执行行信息中给出 C 项时，该卡是必须有的，至少用它给出 Cm 信息。Cm 表示从 RUNTPE 文件中读出第 m 次转储内容接算，如果没有指定
16、m,则读最后一次转储。 CONTINUE 卡是必须有的，且从第一列写起。数据卡只是初始运行输入文件数据卡的一部分，允许使用的卡是FQ,DD,NPS,CTME,IDUM,RDUM,PRDMP,LOST,DBCN,PRINT,KCODE,ZA,ZB,和 ZC。如果上述项都没有改变（并且计算环境允许执行行信息） ，则不需要接续输入文件；仅需要运行 RUNTPE 用执行行上的 C 选择。例如，如果一个作业运行 1 分钟左右，因时间限制中断，但又想多运行一些粒子，这时可简单地执行执行行上的 C 或者 CN 信息，作业将从中断的地方重新开始运行，直到另一个新给的时间限制或者粒子截断或者人为停止。完整地接续
17、运行选择是 Cm 或者 CNm。如果前次运行是因处理完指定的总粒子数（NPS 卡）而终止的，那么在接续运行时，必须给出 NPS 卡，增大需处理的总粒子 数NPS，该数应包括以前已完成的粒子数在内。在接续运行文件中，NPS 卡上给出是负值时，将只是对前次转储的中间结果进行编辑输出，而并不再多计算历史。当原有的输出文件已经丢失，或者想通过 PRINT 卡改变输出项目时使用这一方式十分方便的。但在初始运行使用 FILES 卡时要小心。1.4 卡片格式INP 输入文件的每一行（称之为一张卡片）都限于使用 180 列并构成卡片映象。大部分输入卡片按行填写。$符号为它所在那行数据的结束符，在$符号后面的内
18、容作为注释，它可从$符号后面的任一列开始。标题卡只占一行，整行都可填入用户需要的信息，也可以是空行。但要注意其它地方使用空行是作为结结束符或者分隔条符。输入文件中，在标题卡之后用最后的空行结束之前，任何地方都可插入注释卡，注释卡的第一列心须是字母“C”，且后面跟有 4 个空格；680 列填写注释内容，注释卡公在输入文件内容的原形输出部分印出，输出文件的其它任何部分不再出现。FCn 卡是作为注释用的，但它将作为记数类型 N 的表头文字印出，比如可作为记数的标题。SCn 卡也是作为注释用的，但字作为源概率分布 n 的表头文字印出。1.4.1 行输入格式栅元卡，曲面卡，及数据卡的书定格式是相同的。第
19、 15 列填写这些卡片相应的名字（或序号） ，而且可在 15 列的任何地方。如果 15 列为空白，则表示它是前一张卡片的继续卡。 （完全的空白卡则作为两组三卡片的分界符使用） 。带有粒子标符的卡可需要 5 列以上，但冒号必须写在第 6 列以前（包含第 6 页） 。680 列用自由格式填写与 15 列卡片有关的数据项。数据项之间均以一个以上的空格作为分隔。 一个数据项必须在一张卡上写完，不得跨到下一张卡片上。对任何给定的带有粒子标识符的类型卡只有一张。需要整数输入的地方必须写整数。其它数据库可填写为整数或浮点数以及 MCNP 能读的数据。为书写方便，可以使用四项书写功能：A nR 功能，表示将它
20、前面的一个数据再重复 n 遍（R 表示重复） 。例如：2 4 R 和 2 2 2 2 2 是一样的。B nI 功能，表示在与其前、后相邻的两个数之间插进 n 个线性插值点（I 表示插值） 。例如：1.5 2I 3.0 就相当于给出 1.5 2.0 2.5 3。在 X n I Y 这种结构中， 如果 X 和 Y 是整数，并且 XY 之间刚好是 n+1 个数，则产生标准的整数插值。否则产生实数插值。在上述例子中。2.0 是实数，不精确，而 1 4I 6=1 2 3 4 5 6 的全部插值点都是精确的。C xM 功能：它表示的数值是等于它前面的数据与 X 之积。例如：1 1 2M 2M 2M 2M
21、4M 2M 2M1 1 2 4 8 16 64 128 256D nJ 功能：表示在它出现的卡片上，从它所在位置开始跳过 n 项不指定的数据而使用缺省值。例如下面两个卡是等同的：DD 1 1000DD J 1000JJJ 也等于 3J。这个功能使你能够简单地跳到卡片上的特定项给出的数据，当想要使用缺省值，而又记不清它是什么值时，使用这一功能是非常方便的。上述四项功能对整数及浮点数的数据项都适用。如果 nR，nI 及 n项中的 n 缺省，则是致命错误。处理这几个特殊相邻项的规定如下：（1）nR 前面必须放有一个数或者放有由 R 或 M 所产生的数据项。（2）nI 前面必须放有一个数和或者放有由
22、R 或 M 所产生的数据项，而且后面还必须有一个常数。（3）XM 前面必须放有一个数或者放有由 R 或 M 所产生的数据项。（4）nJ 前面可放除了 I 以外的任何内容，也可以什么都不放。例：1 3M 2R = 1 3 3 31 3M I 4 = 1 3 3.5 41 3M 3M = 1 3 91 2R 2I 2.5 = 1 1 1 1.5 2.0 2.51 R 2M = 1 1 21 R R = 1 1 11 2I 4 3M = 1 2 3 4 121 2I 4 2I 10 = 1 2 3 4 6 8 103J 4R 是不合法的 .1 4I 3M 是不合法的.1 4I J 是不合法的.1.4
23、.2 列输入格式列输入对栅元参数及源描述是非常有用的。按行排列的栅元重要性及体积不容易读入，而且当增加或者删掉一些栅元时常常引起错误。用列输入格式，一个栅元的所有栅元参数是放在标有这个栅元名字的那行上。如果删掉一个栅元，用户只需删掉栅元参数这一行而不需在每一个栅元参数卡上寻找属于这个栅元的数据项。对源描述，相应 SI SP 及 SB 的数据逐个放在每一行上。用列格式，卡片名字逐个放在一个输入行上并且在这些卡片名字下面按列列出数据项。#号是放在有卡片名字的这一行的 15 列的某个列上。卡片名字必须全部都是栅元参数、或全部都是曲面参数、或全部其它。如果一个卡片名字在一个#卡上出现，则在同一个输入文
24、件内这个卡片决不能按行格式。如果这些卡片名是栅元参数，那么在#号这一列的下面的15 列有选择地列出栅元的名字。如果填写某一个栅元名字，则必须填写全部栅元的名字。但填写栅元名字时，不必按栅元卡描述的同一个顺序。如果没有指定栅元名字，则缺省顺序是按栅元卡描述的顺序。同样规定适合于曲面参数，但目前仅有一个曲面参数（AREA） ，因此曲面参数的列输入用途不大。在一个输入文件中，可有多个列数据块，如栅元参数的一个列数据块，及每一个曲面描述的一个列数据块。如果使用大量栅元参数选择，将需要增加列数据块。在每一列上的数据项不需恰好就在这一列顶上的卡片名字下，但是为了易读最好放整齐些。输入数据的列格式当然适合等
25、长度的列，但是不整齐的数据列不禁止使用。如果一个较长的列是在较短列的右边，则较短的列必须用足够的 J 填齐。在列格式输入中使用特殊功能项（R、M、I 或 J）不如在行格式输入中使用适合，但是也不禁止使用。如果在 15 列上有名字，则不允许使用多重的特殊功能项，如 9R 3M 都是不允许的，而 R，M 是允许的。一个列输入块的格式是：# S1 S2 - SmK1 D11 D12 - D1mK2 D22 D23 - D2m Kn Dn1 Dn2 - Dnm（1）#和 Ki 占用 15 列，S i Dji 占用 672 列。（2）m 必须足够小使得 S1Sm 及每个 Dj1Djm 都在 672 列上
26、。（3）除了随 Kj 变动以外，每一列 i,（S IDLI）表示一个普通的输入卡，这里的确 I 小于n。（4）S i 必须是 MCNP 卡片名字。它们必须全部是栅元参数，全部是曲面参数或者全部其它。（5）D liDni 必须是 Si 卡的有效项。但 DI+1,iDni 当中的某些 J 项或者 J 项后面跟有一些空格的除外。（6）如果 Dji 不是空格，则 Dj,i-1 也必须不是空格。如果有必要使 Dj i-1 不为空格，则使用J 功能。（7）S i 不能再在输入文件的其它地方出现。（8）K j 是选择项，它们是栅元的名字（程序编号） ，如果一些 Kj 不是空格，则全部 Kj也都必须不是空格。
27、（9）如果 Si 是栅元参数卡片名字，那么，要填写 Kj，则 Kj 必须是栅元名字。这个规定也适合曲面参数。否则，忽略 Ki 并且 Ki 不应出现。（10）如果 Kj 不是空格，则 Dji 必须不是多重的数据项，如 9R 是不允许的。15 粒子标识符几个输入卡都需要粒子标识符以区别中子和光子的输入数据，这些卡是IMP、EXT、FCL 、WWN、WWE、WWP、WWCE、DXT 、DXC、Fn、F5X、F5Y 、F5Z、FHYS 、ESPLT 及 CUT。粒子标识符是由上述卡片名字后面的冒号、字母 N 及 P 组成的。例如，填写中子重要性的卡为：IMP：N；填写光子重要性的卡为 IMP：P。对于
28、计数卡，是在含有计数号的卡片名字后面有粒子标识符。如：F5:N 表明一个中子对点探测器能量计数。在热计数情况下，二个粒子标标识符可同时出现。F6:NP 表明中子和光子的热计数混合。16 缺省值MCNP 的许多输入参数都有缺省值（见表 4） ，因此用户并非每次都必须给出各个输入参量的值。当缺省值符合用户要求时，便不在输入文件中指定。当省略某张输入卡时，则该卡上的全部参数均使用缺省值。然而，只想改变一张卡上的某个特定缺省参量时，在它前面的参量仍需指明，或者用 nJ 方式跳过前面好些使用缺省值的参量也可。例如，光子截断卡 CUT：P 3J-10 表示前 3 个量使用缺省值，只改变第四项的值。17 输
29、入错误信息MCNP 对输入文件出现的错误作广泛地检查，如果用户违反了输入说明的规定时，将在终端上及输出文件中打印致命错误信息，并 MCNP 将不再做粒子输运计算，作业中断。第一个出现的致命错误是真的；其后的一系列错误有的可能是真的，也可能是假的，这要根据前面出现的致命错误的情况而定。若在 MCNP 执行行上指定了 FATAL 项，则 MCNP 忽略致命错误，运行照常。但用户采用这种作法应极其慎重。如果仅仅运行前三个覆盖 IPX 或者其中的一个子集，不需要FATAL 的选择。这主要是因为在这几个部分计算中不到计算 MCNP 覆盖时，就是遇到致命错也不中断运行。MCNP 还给出很多警告性的而不是致
30、命的错误，对这些警告用户也不应忽视，在进行重要计算之前，应当搞清它们的意义再作决断。除了致命错和警告信息外，MCNP 在遇到任何严重损坏之前（如零作除数）立即出现BAD TROUBLE 信息，并运行终止。18 检查几何错误MCNP 在处理 INP 文件的数据时， 不能检查一种非常严重的输入错误。而在粒子丢失时，才能查出栅元的重叠及栅元之间的空隙。但就在这种情况下，准确的错误性质可能仍然不清楚。因此在正式计算之前，应先采取如下方法：一种方法是使用 MCNP 的几何画图，从几个不同的方向及各种尺寸看一看这个几何系统，从中可发现错误，以便纠正。另一种方法是建立和运行一个简短的问题，对这个问题，用外源
31、的粒子轨迹注满这个系统。对 INP 文件需要做如下改动：（1） 增加一个 VOID 卡，这个卡将废弃这个问题的某些其它说明使全部栅元为真空，把加热的计数转化为通量计数，并关掉任何的 FM 卡。（2）对这个问题要增加另一个栅元及一个大的球面，这个面包围这个系统并且这个系统的外边界栅元被这个新的曲面分成二个新的栅元：一个是新的球面和这个系统之间空间的一个栅元；另一个是这个新球面的外边界空间，这个空间是现在的外边界栅元。必须使新的栅元重要性不为零。实际上，最好使非零重要性相等。如果这个系统是一维或二维无限，使用一个或一个以上平面代替一个球。（3）源的说明改为：SDEF SUR=m NRM=-1 其中
32、 m 是在上面第二步中新增加的球面号。如果新的曲面是一个平面，则必须用 POS 和 RAD 或者 X、Y 及 Z 的源描述方法指定要使用的部分。由于没有碰撞，一个短的时间运行将产生会引起某些粒子丢失。当一个粒子首次丢失时， 不管是在一个具有 VOID 卡的特殊运行或是一般运行，都要重新运行这个历史以便在 OUTP 文件上产生某些特殊的输出。在重新运行期间打印事件记录。这个记录将显示跨越的所有曲面并将告诉你这个粒子在几何上走向坏点的径迹。当这个粒子再次丢失时，打印在那坏点上粒子的状态描述。这样，你可从输出结果上推出引起粒子丢失的原因。如果粒子丢失的原因仍然不清楚，一般常用的有效方法是画出几何图形
33、，几何图的坐标原点放在丢失粒子的坐标点上，然后将绘图平面的水平轴选为丢失粒子方向余弦（U、V、W） 。这样错误的原因很可能就在画图上出现破折号，或者画图和所想要的图之间有些不一致。2 栅元描述卡2 1 栅元描述的一般卡格式：j m d geom paramsj：在 1-5 列上填写的栅元题目序号，它可以不连续，1j99999.然而 MCNP 是按照读入的顺序对栅元另行编号，称之为栅元的程序编号，从 1 开始按增量单调上升，为避免程序编号与题目序号的混乱，最好按序给出题目序号。m: 该栅元的材料号，它是材料卡（Mm）中相应材料的序号。真空栅元，M=0d: 栅元材料的密度。填入正值时，表示是原子密
34、度（10 3个原子/cm 3） 。填入负值，则是质量密度（g/cm 3） 。对于真空栅元，该项缺省，不填写。geom: 栅元的几何说明。它列出界定该几何块的所有曲面号（有数符，表示坐向） ，以及描述这些曲面所定义的区域之间关系的布尔算符。Param: 任选的栅元参数说明，其形式为关键词=某个值。在几何说明中，栅元对一个曲面的坐向是重要的概念。假如 S=（x、y、z）=0 是所解问题中的一个界面方程。对几何空间中任一个点（x 0、y 0、z 0） ，若有 f(x0、y 0、z 0)0,则称该点对于曲面 S 具有正的坐向，用+S 表示， “+”符号可不写。反之，若 f（x 0,y0,z0） 0，则
35、称该点对于曲面 S 具有负的坐向，用-S 表示。在栅元卡上列出的每一曲面，都有将整个几何空间划分为两个区域，分别对这一曲面具有正的和负的坐向。而所列带有符号的曲面，恰好规定了该栅元选用的是正的或负坐向区域。布尔算符包括交（Intersection）,联（Unin） ，及余（Complement） 。交运算符是隐式的，用一个空格表示；余用#号表示。使用括号可控制布尔运算的次序，即先括号内的运算。括号、算符都起到分界符的作用，因此与它们相邻的空格将无任何意义。缺省的运算顺序是先#，其次是交，最后是联。#n,n 是某个栅元号，#n 表示一个由不在栅元 n 内的点组成的空间区域。#（-） ，括号内是对
36、某一个栅元进行描述的曲面栅元关系组。这一形式定义的几何区域由不属于括号内描述区域的点组成的空间。对一个简单栅元（没有联或余算符）的描述只用一个空格以分隔界定栅元的曲面。详细说明见1的第一章、二章、四章及2的第一部分。在栅元卡上可定义栅元参数以代替在输入文件中数据卡部分定义的栅元参数。这儿所允许的关键词是：带有粒子标识符的 IMP、VOL、PWT、EXT、ECL、WWN、DXC、NONU、TMP，及与重复结构能力有关的 4 个栅元参数卡：U 卡，TRCL 卡 LAT 卡，FILL 卡。在栅元参数卡上的等号是选择的，可用一个空格代替。如果在栅元卡上指定栅元参数，则在数据卡那部分不能再指定。然而，在
37、栅元卡可定义某些栅无参数，而其余栅元参数可在数据卡那部分定义。但与重复结构能力有关的 4 个栅元参数卡最好放在该栅元卡那行上的栅元描述之后.这种方式概念简单并减少混乱.在栅元卡上用两个方法填写TMP 和 WWN 数据.一种是使用关键词=一个值的形式 ,如 TMP1:N= 一个值,TMP2:N=一个值等等,或者使用一个特殊形式,既在关键词TMP:N 后面按照 THTME 卡上响应顺序填写这个栅元上的全部温度.WWN 卡的形式和 TMP 卡类似,既 WWN:N=一个值或者 WWN:N 后面跟有这个栅元的能量区间的所有权重下限. 重复结构能力的主要目的是仅用一次描述在几何中多次出现的任意结构的栅元和
38、曲面.减少拥护必须提供的输入数据以及有大量重复结构问题所需的机器内存.重复结构能力导致栅员概念的扩充.用户可以一个栅元要用称作为 Universe 的去填充.一个 Universe,或者是一个栅格或者是一个任意一批栅元的集合.可以指定仅有一次描述的单个Universe 去填充几何中的任意多个栅元.在一个 Universe,中的某些栅元或者全部栅员有可以用 Universe 去填充它们自己.下面介绍与重复结构能力有关的概念及卡片.2.2 栅元描述的简写外形式LIKE m BUT 特征对具有大量重复结构的问题是非常有用的.现在栅元描述卡除了前面那种描述外,还可用简写的形式,及 n LIKE m B
39、UT LISH其中 n 是一个栅元的名字,m 是另一个栅元的名字 ,LISH 是一组分名词= 一个值的说明.这种简写形式说明栅元 n 和栅元 m 的描述是一样的,但 LISH 列出的说明除外.也就是说,LISH 说明定义了栅元 m和 n 之间的不同的属性.二个栅元相同的属性在 LISH 中不能指定.在输入文件 INP 中,栅元 m 的栅元卡必须在栅元 n 的栅元卡前面.在BUT 后面出现的任何卡的名字均为一个栅元卡上的一个栅元参数,并且他只能在栅元卡上出现,不能在输入文件 INP 中数据块的任何卡上出现.2.3 重复结构有关的 4 个栅元参数卡在这里只讨论与重复结构有关的 4 个栅元参数卡,其
40、他栅元参数在数据块部分讨论.2.3.1Universe 和 U 卡Universe 或者是一个栅格或者是一批普通的栅元的集合.U 卡非零项是该栅元所属 Universe 号.缺少 U 卡或者 U 卡的零项以为着这个栅元不属于任何的 Universe. Universe 号是由用户任意选定的整数.FILL 卡指明该栅元是用在 U 卡上有相应整数的全部栅元去填充.一个 Universe 中的一些栅元可以是有限的或者是无限的,但是它们必须填满要填充的任何栅元里面的全部空间.考虑被填充栅元和用来填充栅元的 Universe 之间关系的一种方式是被填充的栅元是一个往里面窥视第二级的窗口,就象墙上的一个窗
41、户提供户外景象一样.在第二级的栅元可以是无限的,因为它们碰到”窗口” 的曲面或与 ”窗口 ”的曲面相交时将被截止.第二级在基本坐标系下可有自己的原点,与上一级原点无关.然而,如果被填充栅元和填充栅元 Universe 的全部曲面在同一个坐标系统,则用一个 TRCL 卡来定义被填充栅元和用来填充栅元这两者的坐标系统.见二中的例 1 说明.用另一个 Universe 填充一个 Universe 中的一个栅元,在这种情况下第三级出现,最大有 20 级.大部分问题不需要这些级.最高级到最低级与数值的顺序相反,也就是最高级是零级其次是一级,再低一级是第二级等等.被填充栅元的曲面和用来填充栅元的 Univ
42、erse 中的那些曲面不一致.换句话说,一个 Universe 中的那些栅元不是正好的 装进被填充的栅元.最好解决方法是稍微缩小被填充栅员的尺寸.第二种方法缩小用来填充栅元的 Universe 的尺寸,但是这些方法运行慢一些.下面举例说明第一种方法的曲面和栅元卡的描述.1 0 1 -2 -3 4 -5 6 FILL=12 0 -7 9 -10 8 U=1 FILL=2 LAT=13 0 -11 U=-2 4 0 11 U=25 0 -1: 2: 3: -4: 5: -61 PX 0.0012 PX 49.99993 PY 9.99994 PY -9.99995 PZ 56 PZ -57 PX
43、10 8 PY 09 PX 010 PY 1011 S 5 5 0 4如果在任何一个不被任何较高级栅元的边界所截的栅元的 U 卡项前面加一个减号,这样就会使问题运行快一些.这个减号指出忽略的在较高级栅元的跟踪.一个问题中的每个栅元或者是问题的实际领域的一部分或者是某个 Universe 的一部分 ,但是一个问题中的曲面限制较少.可用单个曲面描述在多个 Universe 中的一些栅元.如果这个曲面用来记数,则把这个曲面复制具有另一个名字的曲面,这个曲面用于不做记数的地方.MCNP 的二维几何画面覆盖节,PLOT 要求在一个栅元内不使用同一个曲面,以及在用来填充某个级上的栅元的某个 Univers
44、e 中也不使用同一个曲面.通常,材料都放进最低级的 Universe 的那些栅元,而不放在较高级,但在一个栅格的情况下除外.2.3.2 栅元变换和 TRCL 卡TRCL 卡使得只需一次扫描界定在形状和尺寸是等同的只是在几何位置上不同的几个栅元的曲面.当用同一个 Universe 填充这些栅元时,TRCL 卡是特别有用的.如果这些被填充栅元的曲面和填充它们的 Universe 中的那些栅元曲面都是在同一个辅助坐标系下描述的,那么,一个单独的变换就能完全定义所有这些被填充栅元的内部,因为该Universe 中的栅元将继承它们填充栅元的变换.TRCL 卡有两种形式,一种形式是 TRCL=某个整数 ,
45、这个整数是TR 卡的号,TR 卡含有这个栅元所有曲面的一个变换,TR 卡是在输入文件 INP 的数据卡部分 .没有 TRCL 卡或者 TRCL=0 意味着,没有变换,省略.另一种形式是在 TRCL 助记符后面的标号里面填写这个变换.填写变换的规定同 TR 卡.如果使用*TRCL 符号,转换矩阵项是角度(以度为单位)而不是余弦,这和*TR 卡一样.如果一个栅元有一个变换,则由这个栅元的原有曲面产生一组新的独特名字的曲面,这个曲面的名字等于原有曲面的名字加上 1000倍这个栅元的名字.这个公式给出产生曲面的名字是可知的,并且可在其他栅元卡上及记数卡上使用它.这个方法限制栅元的名字和原曲面名字不能大
46、于三位数;然而,这些产生的曲面仅仅是界定已变换的栅元曲面,不是填充它的任何 Universe 的曲面.对每一个 Universe 不管它在这个问题中标记多少次,都只要求一次完整的描述2.3.3 栅格和 LAT 卡LAT=1 意味着这个栅格是一个六面体 ,LAT=2 意味着栅格是一个六棱柱.LAT 卡的非零项意味着相应栅元是一个(0,0,0)栅格元素.一个栅格栅元描述有二个主要用途.一是这个描述是标准的 MCNP 栅元描述,二是这个栅元曲面描述的顺序确定位于这个栅元每个曲面外边的栅格元素的顺序.当确定栅格以后,就要决定(0,0,0)栅格元素,并且决定这个栅格的三个栅格指标在哪些方向上增加.在六棱
47、柱栅格的情况下有二个限制:第一和第二指标必须沿着横的相邻曲面的方向增加,第三个指标必须沿着棱柱长度的一个方向或者另一个方向增加.然后按照顺序的规定在栅元卡填写界定(0,0,0)元素的曲面.对一个六面体栅格栅元,在第一个列的曲面的外面是(1,0,0)元素,在第二个列的曲面的外面是(-1,0,0)元素,然后按照哪个顺序依次为(0,1,0)元素,(0,-1,0)元素,(0,0,1)元素及(0,0,-1)元素.这个方法提供栅格的排列顺序,因此当你指定元素(7,9,3)时程序就回知道这个元素是那一个.对六棱柱栅格栅元,在第一个列的曲面的外面是(1,0,0) 元素,在第二个列的曲面的外面是(-1,0,0)
48、元素,然后依次是(0,1,0),(0,-1,0),(0,0,1),(0,0,-1),描述(0,0,0)元素最后的二个曲面必须是棱柱的上下底面.二中的例 5 图解说明六棱柱栅格栅元.六面体不需要是直角的,六棱柱也不需要是规则的,但是由它们构成的一些栅格必须正好填满空间，这意味着栅格的对边必须是相等的并平等，六面体栅格栅元可以在一个或二个方向上是无限的。六棱柱栅格栅元可以沿着棱柱的长度方向无限。横截面必须是凸的。这个栅格是左旋或右旋都可以。一个栅格必须在它的 universe 里。一个问题的实际领域本身可以是一个栅格。如果一个粒子离开实际领域的最后一个栅元（限制栅格的范围） ，这个粒子死亡。234FILL 卡FILL 卡上的非零项指明用来填充相应栅元的 universe 的一些栅元，FILL 项后面的括号里可跟有变换号或者变换本身。这个变换是被填充栅元的坐标系统和在辅助坐标系下用来填充栅元的 universe 之间的变换。如果没有指定变换，则这个 universe 继承被填充栅元的变换。如果旋转是以度为单位的角度面不是余弦，可使用*FILL。在输入文件的数据卡
