1、核工程与核技术课程设计(报告)题 目 基于 MCNP 的辐射屏蔽仿真与计算 学院名称 核科学技术学院 指导教师 职 称 讲 师 班 级 核工 102 班 学 号 学生姓名 南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）1目 录概述.11 设计项目名称 .11.1 问题描述 .31.2 几何描述 41.3 源描述 .51.4 其它数据说明 .51.5 运行与结果 .62 设计项目名称.72.1 问题描述 .72.2 几何描述 82.3 源描述 .92.4 其它数据说明 .92.5 运行与结果 .103 设计项目名称113.1 问题描述 .113.2 几何描述 123.3 源描述 .133.
2、4 其它数据说明 .133.5 运行与结果 .144 设计项目名称154.1 问题描述 .154.2 几何描述 164.3 源描述 .174.4 其它数据说明 .174.5 运行与结果 .185 设计项目名称195.1 问题描述 .195.2 几何描述 205.3 源描述 .215.4 其它数据说明 .225.5 运行与结果 .23心得体会总结南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）21.1 问题描述试对下面描述的问题进行 5000 个中子，250 次循环的临界计算。1如下图所示，中间黑色部分为 Pu 239(100%)圆筒，外围包着的是天然 U 反射层，初始燃料源处于(3.5,
3、0, 0)点。1.2 几何描述PX 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）3PY 视图PZ 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）41.3 材料及数据说明：Pu: 15.8g/ccPlutonium cylinder : radius=4.935cm height=6.909cmU: 18.8g/cc含量 ：238 99.2745 235 0.72Uranium reflector thickness : 5.0 cmUranium reflector height : 6.909cm1.4 程序描述C Cell Cards *1 1 -15.8 -1 2
4、-3 imp:n=1$Pu2 2 -18.8 -1 2 3 -4 imp:n=1$U3 0 #1 #2 imp:n=0$outspaceC Surface Cards *1 pz 5.9092 pz -13 cz 4.9354 cz 9.935C Data Cards *C Material Data Cardsm1 94239.60c 1m2 92238.60c 9.92745E-1 92235.60c 7.2E-3c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 1南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）51.5 运行结果南华大学核科学技术学院 2010
5、 级课程设计（报告）62.1 问题描述2如下图所示，中间黑色部分为 Pu 239(100%)圆筒，外围包着的是天然 U 反射层, 初始燃料源处于(3.5, 0, 0)点。2.2 材料及数据其数据如下：Pu: 15.8g/ccU: 18.8g/cc原子百分比 ：238 99.2745 235 0.72南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）72.3 几何描述PX 视图PY 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）8PZ 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）92.4 程序描述C Cell Cards *1 1 -15.8 -1 2 -3 imp:n=
6、1$U2 2 -18.8 -4 5 -6 #1 imp:n=1$Pu3 0 #1 #2 imp:n=0$outspaceC Surface Cards *1 pz 5.9092 pz -13 cz 4.9354 pz 10.9095 pz -66 cz 9.935C Data Cards *C Material Data Cardsm1 94239.60c 1m2 92238.60c -0.992745 92235.60c -0.0072c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 12.5 运行结果南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）103.1 问
7、题描述3. Exercise 3 is a bare (unreflected) UO2F2 solution cylinder.The weight percent of 235U in the uranium is 4.89 %. The solution has a radius of 20.12 cm and a height of 100.0 cm. An aluminum tank with a thickness of 0.1587 cm on the sides and bottom, and a height of 110.0 cm contains the solution
8、. There is no lid on the tank. The region from the top of the solution to the top of the aluminum tank is void. The data for this problem follows:南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）113.2 材料及数据溶液密度：0.096586 atoms/b-cm 铝密度：2.7g/cc溶液原子百分比：H1: 5.7058e-2 ，O8:3.2929e-2 ， F9: 4.3996e-3， U238 2.0909e-3U235 1.0889e-4
9、初始燃料源位置（0 0 50）3.3 几何描述PX 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）12PY 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）13PZ 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）143.4 程序描述C Cell Cards *1 1 9.686E-2 -2 3 -5 imp:n=1$RY2 2 -2.7 (-1 3 5 -6):(-3 4 -6) imp:n=1$Al3 0 #1 #2 imp:n=0$outspaceC Surface Cards *1 pz 1002 pz 903 pz -104 pz -10.15875 cz
10、20.126 cz 20.2787C Data Cards *C Material Data Cardsm1 1001.60c 5.7058E-2 8016.60c 3.2929E-2 9019.60c 4.3996E-3 &92238.60c 2.0909E-3 92235.60c 1.0889E-4m2 13027.60c 1c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 13.5 运行结果南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）154.1 问题描述4Exercise 4 consists of two identical U(93.4)O2F2 so
11、lution cylinders inside a water tank. Assume the water reflector density is 1 g/cc and has a minimum thickness of 20 cm except on one side of the first cylinder where the thickness is only 10 cm. The height of the water is at the top of the open aluminum containers. The data for this problem is:南华大学
12、核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）16初始燃料源位置：（0 0 35），（ 17 0 35）4.2 几何描述PX 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）17PY 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）18PZ 视图4.3 程序描述C Cell Cards *1 1 9.9605E-2 -2 3 -10 imp:n=1 $fuel2 2 -2.7 (-1 3 10 -11):(-3 4 -11) imp:n=1 $container 3 0 -1 2 -10 imp:n=04 like 1 but trcl=(17 0 0) imp:n=1 $fue
13、l5 like 2 but trcl=(17 0 0) imp:n=1 $container6 like 3 but trcl=(17 0 0) imp:n=0 7 3 -1 -1 5 -6 7 -8 9 #1 #2 #3 #4 #5 #6 imp:n=1 $water 8 0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 imp:n=0 $spaceC Surface Cards *1 pz 902 pz 80.23 pz 10.154 pz 105 pz -106 py 26.57 py -26.5南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）198 px 43.59 px -16.51
14、0 cz 6.3511 cz 6.5C Data Cards *C Material Data Cardsm1 1001.60c 6.2210E-2 8016.60c 3.3621E-2 9019.60c 2.5161E-3 &92238.60c 8.2051E-5 92235.60c 1.1760E-3m2 13027.60c 1m3 1001.60c 2 8016.60c 1c sdef kcode 5000 1.0 50 250ksrc 0 0 14.4 运行结果南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）205.1 问题描述5Exercise 5 is a 3x2 array
15、of plutonium nitrate solution cylinders. Plutonium nitrate solution is contained in six stainless steel cylinders with a 10 cm surface separation between tanks. The data for this problem are:南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）21铁，铬，镍的同位素在材料中的原子百分比为：24050 7.195e-4 24052 1.38589e-224053 1.5713e-3 24054 3.903e-
16、426056 3.704e-3 26056 5.80869e-2 26057 1.342e-3 26058 1.773e-428058 4.432e-3 28060 1.7069-328061 7.42-e5 28062 2.363e-4 28064 6.05e-5初始燃料源位置为：（0 0 19.62） （35.58 0 19.62） （71.16 0 19.62）（0 35.58 19.62）（35.58 35.58 19.62）（71.16 35.58 19.62）南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）225.2 几何描述PX 视图PY 视图南华大学核科学技术学院 2010
17、 级课程设计（报告）23PZ 视图南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）245.3 程序描述c cell cards*1 0 -1 2 -5 imp:n=02 1 9.927e-2 -2 3 -5 imp:n=13 2 8.636e-2 (-1 3 5 -6):(-3 4 -6) imp:n=14 0 #1 #2 #3 #11 #12 #13 #14 #15 #16 #17 #18 #19 #20 #21 #22 #23 #24 #25 imp:n=011 like 1 but trcl=(0 35.58 0) imp:n=0 12 like 2 but trcl=(0 35.5
18、8 0) imp:n=1 13 like 3 but trcl=(0 35.58 0) imp:n=1 14 like 1 but trcl=(35.58 0 0) imp:n=0 15 like 2 but trcl=(35.58 0 0) imp:n=1 16 like 3 but trcl=(35.58 0 0) imp:n=117 like 1 but trcl=(35.58 35.58 0) imp:n=0 18 like 2 but trcl=(35.58 35.58 0) imp:n=1 19 like 3 but trcl=(35.58 35.58 0) imp:n=120 l
19、ike 1 but trcl=(71.16 0 0) imp:n=0 21 like 2 but trcl=(71.16 0 0) imp:n=1 22 like 3 but trcl=(71.16 0 0) imp:n=123 like 1 but trcl=(71.16 35.58 0) imp:n=0 24 like 2 but trcl=(71.16 35.58 0) imp:n=1 25 like 3 but trcl=(71.16 35.58 0) imp:n=1c surface cards*1 pz 1022 pz 39.543 pz 0.34 pz 05 cz 12.496
20、cz 12.79c data cards*c material data cardsm1 1001 6.0070E-2 8016 3.6540E-2 7014.60c 2.3699e-394239.60c 2.7682e-4 94240.60c 1.2214e-594241.60c 8.3390e-7 94242.60c 4.5800e-8m2 24050.60c 7.195e-4 24052.60c 1.38589e-2 24053.60c 1.5713e-3 24054.60c 3.903e-426056.60c 3.704e-3 c sdef kcode 5000 1.0 50 250k
21、src 0 0 19.62 35.58 0 19.62 71.16 0 19.62 0 35.58 19.62 35.58 35.58 19.62 71.16 35.58 19.62南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）255.4 运行结果南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）26MCNP学习心得三周六节课的课程设计结束了，在这个过程中我受益匪浅。能够运用 MCNP 进行简单的堆芯模拟运算，并且能够读懂较复杂的堆芯布置描述语句。然而，要真正掌握 MCNP，还有很长的路要走。学习过程中遇到了很多疑问，通过自己的思考和同学交流过程，逐步解决了一些问题。同时，查阅资料过程
22、中进一步掌握所学知识并探索到一些新的知识点。另外，联系到大学所学的专业课程，实际的设计过程是对其一个很好的检验。例如，怎样将所学的编程语言知识和 MCNP 的程序卡联系起来，只要学习了编程语言，这些抽象的数字会成为简洁的描述方式，用起来得心应手，会变成形象的过程。这个过程应该是真正把知识用于实践，对于提高实践能力又是一个很好的历练过程。从另一个角度来看，此次学习和实践的过程有利于提高独立思考和解决问题的能力，包括交流和查阅资料。独立思考方式，例如我在解决复杂的空间描述时，就要很好的理解数据卡描述的完备性，有一定的空间构思，这是一种重构，怎样将它转化为数据语言，这是一个独立的思考过程。闭门造车有时会走入死胡同，遇到问题时，通过自己的思考难以解决，和同窗交流是一个很好的方法，结合学习资料，充分利用互联网资源，这些丰富的学习方法构成了解决问题的综合能力。例如，我在编程过程中遇到程序的错误，通过新浪南华大学核科学技术学院 2010 级课程设计（报告）27网友的解答解决了问题。所以其感受到综合提高就在这里。总的来说，通过以上方法可以解决大部分问题，但有些问题还有待于自己知识和能力的提高，需要自己进一步去探索和总结。
