Tới hạn hạt nhân là khảnăng duy trì phản ứng hạt nhân dây chuyền bằng các nơtron phân hạch được đặc trưng bằng hệ số nhân keff – trị riêng của phương trình vận chuyển nơtron. Trong lý thuyết về lò phản ứng hạt nhân, keff được xem như tỷ số giữa số nơtron trong các thế hệ liên tiếp nhau với quá trình phân hạch được xem như sự kiện sinh mà nó tách biệt các thế hệnơtron với nhau. Đối với các hệ tới hạn, keff =1 và phản ứng dây chuyền là tự duy trì. Với hệ dưới tới hạn, keff <1 và phản ứng dây chuyền sẽkhông được duy trì. Với hệ trên tới hạn, keff >1 và số phân hạch trong phản ứng dây chuyền sẽtăng theo thời gian.
Việc tính toán keff bao gồm việc đánh giá sốtrung bình các nơtron phân hạch tạo ra trong một thế hệ trên 1 nơtron phân hạch khởi phát. Một thế hệ là thời gian sống của nơtron từ khi sinh ra trong phân hạch cho đến khi bị mất do rò thoát, bắt, hấp thụ dẫn tới phân hạch. Trong MCNP, tương ứng với quá trình tính toán một thế hệ phân hạch là chu kỳ keff , tức là một chu kỳ là ước lượng tính được của một thế hệ phân hạch thực tế. Các quá trình như là (n,2n) và (n,3n) được xem như quá trình nội tại chứ không gây ra việc kết thúc. Do các nơtron phân hạch được kết thúc trong mỗi chu trình để cung cấp nguồn phân hạch cho chu trình kế tiếp, một lịch sử riêng lẻ có thể được quan sát khi tiếp tục từ chu trình này sang chu trình khác. Hiệu ứng các nơtron trễđược xem như tương tự với các nơtron phân hạch tức thời. MCNP sử dụng ba bộđánh giá khác nhau cho keff, nên sử dụng kết quả keff cuối cùng là tổ hợp thống kê của cả ba bộ đánh giá này. Cấu trúc của thẻ tính toán KCODE sẽ được trình bày cụ thể trong phần 3.1.3.
40
3.1.3 Các thẻ và cấu trúc lệnh quan trọng trong MCNP a. Thẻ Tally