CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO VÀ CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG MCNP5
2.2. Cấu trúc tập tin đầu vào trong MCNP5
2.2.4. Thẻ khai báo dữ liệu (Data Cards)
Để hoàn thành việc mô phỏng một bài toán vật lý bằng chương trình MCNP5, ta cần cung cấp các dữ liệu cần thiết về nguồn, vật liệu, năng lượng,… cho chương trình. Các thông tin đó sẽ được khai báo trong thẻ khai báo dữ liệu. Trong thẻ khai báo dữ liệu ta có các phần chính sau:
a. Mode Cards
Mode Card là phần khai báo loại hạt mà ta muốn xét. Trong chương trình MCNP5, có 3 loại hạt là neutron, electron, và photon. Cú pháp khai báo:
MODE X
với X là loại hạt mà ta muốn xét. X = N, P, E tương ứng với trường hợp loại hạt cần xét là neutron, photon, electron. Trong trường hợp muốn khảo sát nhiều hơn một loại hạt, ta chỉ cần nhập các ký hiệu tương ứng vào phần khai báo MODE và cách nhau bởi dấu “,”.
b. Khai báo chuyển tọa độ
Trong MCNP, khi ta hoàn thành việc mô phỏng, các khối hình học của nguồn, mẫu và đầu dò đều nằm ở cùng một vị trí. Vì thế ta cần phải dịch chuyển các khối đó về các vị trí mà ta muốn khảo sát thông qua phép dịch chuyển tọa độ. Cú pháp:
TRn (*TRn) O1 O2 O3 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 M
trong đó:
n chỉ số cho việc dịch chuyển trục tọa độ.
O1 O2 O3 vector chuyển đổi (vị trí của tọa độ mới so với tọa độ cũ).
B1 đến B9 ma trận đặc trưng cho tương quan góc giữa các trục tọa độ của hai hệ tọa độ cũ và mới.
TRn: Bi là cosin của góc giữa hai trục tọa độ cũ và mới.
*TRn: Bi là góc (tính theo độ).
M = 1 là dịch chuyển trục tọa độ vector từ vị trí gốc của hệ trục tọa độ phụ được xác định qua hệ trục tọa độ chính.
M = –1 là dịch chuyển trục tọa độ vector từ vị trí gốc của hệ trục tọa độ chính được xác định qua hệ trục tọa độ phụ.
c. Khai báo nguồn
MCNP cho phép người dùng sử dụng nhiều loại nguồn khác nhau thông qua các thông số về năng lượng, thời gian, hướng phát,… Một số loại nguồn được định nghĩa trong MCNP như: nguồn tổng quát (SDEF), nguồn điểm (KSRC), nguồn mặt (SSR/SSW), nguồn tới hạn (KCODE). Ngoài ra, người dùng cũng có thể khai báo một loại nguồn bất kỳ để phù hợp với bài toán cần khảo sát thông qua việc khai báo nguồn tổng quát với cú pháp như sau:
SDEF các tham số nguồn = giá trị Với các tham số nguồn được cho trong Bảng 2.3
Bảng 2.3. Các tham số nguồn thông dụng trong MCNP5 [10]
Tham số
nguồn Ý nghĩa Giá trị mặc định
POS tọa độ nguồn (0, 0, 0)
WGT trọng số hạt phát ra từ nguồn 1
CEL số hiệu cell của nguồn 0
Bảng 2.4. Các tham số nguồn thông dụng trong MCNP5 [10]
Tham số
nguồn Ý nghĩa Giá trị mặc định
ERG năng lượng hạt phát ra từ nguồn 14 MeV
PAR loại hạt phát ra từ nguồn
1: neutron 2: photon 3: electron DIR cosin của góc hợp bởi vector tham
chiếu VEC và hướng bay của hạt đẳng hướng VEC vector tham chiếu cho DIR
RAD bán kính quét từ POS hoặc AXS 0
EXT
khoảng cách quét từ POS dọc theo AXS hoặc cosin của góc quét từ AXS
0
AXS Vector tham chiếu cho RAD và EXT
d. Khai báo Tally F8
Tally F8 hay còn gọi là Tally độ cao xung, có chức năng cung cấp các xung theo phân bố năng lượng được tạo ra trong một cell được mô tả như một detector vật lý, nó cũng cho ta biết sự mất mát năng lượng trong một cell.
Ví dụ: để khai báo tally F8 ghi nhận photon ở cell số 2, ta khai báo như sau:
F8:P 2
e. Khai báo vật liệu
Phần khai báo vật liệu cho phép ta định nghĩa loại vật liệu được dùng để lấp đầy một ô trong quá trình mô phỏng. Cú pháp khai báo:
Mm ZAID1 fraction1 ZAID2 fraction2
trong đó:
m chỉ số vật liệu
ZAIDi số hiệu xác định đồng vị thứ i có dạng ZZZAAA với:
ZZZ là số hiệu nguyên tử AAA là số khối
fractioni tỉ lệ đóng góp của đồng vị trong vật liệu thứ i. Tham số này mang dấu âm nếu ta sử dụng tỉ lệ đóng góp theo khối lượng, mang dấu dương nếu ta sử dụng tỉ lệ đóng góp theo số nguyên tử.
Khi khai báo vật liệu, đối với các đồng vị tự nhiên ta có thể khai báo AAA = 000, ví dụ muốn khai báo đồng vị 16O, ta chỉ cần khai báo 8000 hay 8016 đều được.
Tóm tắt chương 2
Trong chương 2, chúng tôi đã trình bày về phương pháp Monte Carlo và chương trình MCNP5, cấu trúc của một tập tin đầu vào, các cú pháp khai báo một tập tin đầu vào trong mô phỏng MCNP5. Trong khóa luận này, chương trình MCNP5 là công cụ hữu hiệu giúp chúng tôi thực hiện các mô phỏng để phục vụ nghiên cứu xác định nồng độ dung dịch sử dụng phương pháp gamma truyền qua.
CHƯƠNG 3. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH SỬ DỤNG KỸ THUẬT