Xuất phát từ thực tế cần phải tính đến xác suất khuếch tán neutron trong vật liệu phân hạch khi chế tạo bom nguyên tử, các nhà khoa học tại trung tâm thí nghiệm Quốc gia Los Alamos đã phát triển phương pháp Monte Carlo [13]. Phương pháp Monte Carlo là phương pháp ứng dụng các phương pháp số ngẫu nhiên trong quá trình tính toán, là một dãy các phép thử được lặp đi lặp lại, thường được sử dụng để giải quyết các vấn đề có mang tính thống kê như quá trình tương tác của các hạt sơ cấp với vật chất, quá trình phân rã của hạt nhân không bền…. Các quá trình tương tác trên xảy ra hoàn toàn có tính ngẫu nhiên và xảy ra với số lượng rất lớn nên phương pháp Monte Carlo được xây dựng dựa trên cơ sở các số ngẫu nhiên, luật số lớn và định lý giới hạn trung tâm. Tức là ta phải tính đến các giá trị trung bình của các biến ngẫu nhiên, để giá trị trung bình gần với giá trị thực thì việc chọn số ngẫu nhiên càng lớn càng tốt, các biến ngẫu nhiên độc lập, phải được lặp lại với số lượng lớn các lần, giá trị trung bình của các phép lặp này sẽ được tính gần đúng theo một phân bố chuẩn [13], [37]. Phương pháp mô phỏng Monte Carlo được thực hiện qua các bước như sau: Thứ nhất là đưa các số ngẫu nhiên từ nguồn phát vào mô phỏng Monte Carlo, thứ hai là đưa hàm phân bố xác suất vào mô phỏng Monte Carlo, thứ ba là mô phỏng Monte Carlo sẽ thực hiện lấy mẫu, ghi nhận, ước lượng sai số, giảm phương sai, song song hóa và véc tơ hóa và cuối cùng là mô phỏng Monte Carlo cho ra kết quả [13], [37].