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蒙特卡罗输运模拟软件JMCT的深穿透屏蔽计算

申靖文 胡也 郑俞 马续波

申靖文, 胡也, 郑俞, 等. 蒙特卡罗输运模拟软件JMCT的深穿透屏蔽计算[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 046002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170222
引用本文: 申靖文, 胡也, 郑俞, 等. 蒙特卡罗输运模拟软件JMCT的深穿透屏蔽计算[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 046002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170222
Shen Jingwen, Hu Ye, Zheng Yu, et al. Three-dimensional Monte Carlo transport code JMCT in shielding engineering application[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 046002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170222
Citation: Shen Jingwen, Hu Ye, Zheng Yu, et al. Three-dimensional Monte Carlo transport code JMCT in shielding engineering application[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 046002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170222

蒙特卡罗输运模拟软件JMCT的深穿透屏蔽计算

doi: 10.11884/HPLPB201830.170222
基金项目: 

国家自然科学基金青年基金项目 11575061

国家自然科学基金面上项目 11505059

详细信息
    作者简介:

    申靖文(1995—), 女,硕士研究生,主要从事核能科学与工程方向的研究; 13718868115@163.com

  • 中图分类号: TL328

Three-dimensional Monte Carlo transport code JMCT in shielding engineering application

  • 摘要: 核设施辐射屏蔽计算,由于其大规模计算及深穿透等特性,一直是蒙特卡罗方法工程应用的难点之一。采用我国自主研发的三维中子-光子蒙特卡罗粒子输运模拟软件JMCT,结合可视化建模工具JLAMT,对OECD国际基准例题Winfrith Iron/Water Benchmark Experiment(ASPIS)两例实验装置进行建模与计算分析, 并将计算结果与实验值及MCNP计算值进行对比。结果表明,JMCT计算值与MCNP计算值符合较好,其中Winfrith Iron Benchmark Experiment(ASPIS)最大偏差不超过7%,平均偏差1.3%;Winfrith Water Benchmark Experiment(ASPIS)最大偏差小于20%,平均偏差小于10%,证明了JMCT在屏蔽计算以及深穿透问题的可靠性与工程应用性。
  • 图  1  JMCT程序框架简图

    Figure  1.  Schematic diagram of JMCT

    图  2  Winfrith Iron Benchmark(ASPIS)实验装置整体布置

    Figure  2.  Layout of Winfrith Iron Benchmark(ASPIS)

    图  3  Winfrith Iron Benchmark模型JMCT建模图

    Figure  3.  Sectional view of Winfrith Iron Benchmark model

    图  4  Winfrith Water Benchmark(ASPIS)实验装置整体布置

    Figure  4.  Layout of Winfrith Water Benchmark(ASPIS)

    图  5  Winfrith Water Benchmark模型JMCT建模图

    Figure  5.  Sectional view of Winfrith Water Benchmark model

    图  6  Winfrith Iron Benchmark不同穿透距离下的中子通量能谱

    Figure  6.  Neutron flux energy spectra for Winfrith Iron Benchmark

    图  7  JMCT和MCNP计算的Rh和Au探测器在屏蔽体内不同深度下的反应率

    Figure  7.  Reaction rate of Rh and Au detector in different depth calculated by JMCT and MCNP

    图  8  Winfrith Water Benchmark不同源项配置方案下的中子通量能谱

    Figure  8.  Neutron flux energy spectra of different source-detector spacing for Winfrith Water Benchmark

    图  9  Winfrith Water Benchmark不同源项配置方案下S探测器的反应率

    Figure  9.  S detectors' reaction rate of different source-detector spacing R for Winfrith Water Benchmark

    表  1  Winfrith Water Benchmark实验不同源项配置方案及相应模拟粒子数规模

    Table  1.   Experimental source arrangements and scale of simulated particles in different cases for Winfrith Water Benchmark

    case source-detector spacing/cm number of sources total source strength/(n·s-1) particles
    1 10.16 1 1.256 0×107 4×107
    2 15.24 2 2.540 0×107 2×108
    3 20.32 4 5.260 0×107 2×108
    4 25.40 8 1.048 0×108 2×108
    5 30.48 8 1.046 0×108 1×109
    6 35.56 8 1.048 0×107 1×109
    7 50.80 8 1.044 5×108 1×109
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-20
  • 修回日期:  2017-12-13
  • 刊出日期:  2018-04-15

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