تعریف دو چشمه حجمی استوانه ای با ابعاد و انرژی متفاوت به طور همزمان در MCNP
در نرمافزار MCNP امکان تعریف بیش از یک چشمه بهصورت همزمان وجود دارد. این قابلیت زمانی اهمیت پیدا میکند که بخواهیم دو چشمه حجمی استوانهای با ابعاد هندسی متفاوت و انرژیهای مختلف را در یک شبیهسازی لحاظ کنیم؛ بهطوری که هر چشمه رفتار مستقل خود را داشته باشد اما در یک مدل واحد محاسبه شود.
مفهوم چشمه حجمی در MCNP
چشمه حجمی (Volume Source) به چشمهای گفته میشود که ذرات از کل حجم یک سلول بهصورت یکنواخت یا طبق توزیع مشخص تولید میشوند. در مورد چشمه استوانهای، این حجم معمولاً با:
- یک سطح استوانهای
- دو سطح صفحهای بالا و پایین
تعریف میگردد و بهعنوان یک سلول مستقل در هندسه معرفی میشود.
منطق تعریف دو چشمه حجمی بهصورت همزمان
برای تعریف دو چشمه استوانهای با ابعاد و انرژی متفاوت، ساختار کلی به شکل زیر است:
- تعریف دو سلول استوانهای مجزا با ابعاد هندسی متفاوت
- محدود کردن هر چشمه به سلول متناظر خود
- تعریف دو توزیع انرژی مستقل
- ترکیب هر دو چشمه در کارت SDEF
در MCNP، چند چشمه بهصورت همزمان از طریق چندین SDEF تعریف نمیشوند، بلکه با استفاده از توزیعها (SI / SP) و انتخاب سلول و انرژی بهصورت احتمالی پیادهسازی میگردند.
تعریف ابعاد متفاوت برای دو چشمه استوانه ای
ابعاد متفاوت مستقیماً از طریق هندسه سلولها اعمال میشود. هر سلول استوانهای:
- شعاع مخصوص به خود
- ارتفاع مخصوص به خود
دارد و چشمه با کارت CEL فقط در همان سلول فعال میشود.
به این ترتیب، تفاوت ابعاد چشمهها از تفاوت هندسه ناشی میشود، نه از کارت چشمه.
تعریف انرژی متفاوت برای دو چشمه
برای اعمال انرژیهای متفاوت:
- از کارت ERG=d در SDEF استفاده میشود
- توزیع انرژی با SI و SP تعریف میگردد
هر مقدار انرژی به یک سلول خاص متناظر میشود. MCNP در هنگام تولید هر ذره، ابتدا سلول چشمه و سپس انرژی مرتبط با آن را انتخاب میکند.
همزمان سازی دو چشمه در کارت SDEF
در یک شبیهسازی:
- انتخاب سلول چشمه → تعیین موقعیت و حجم
- انتخاب انرژی → تعیین مشخصات طیفی
این همزمانی باعث میشود:
- ذرات ناشی از هر چشمه مستقل باشند
- ولی اثر تجمعی آنها در تالیها قابل مشاهده باشد
در نتیجه، شار، دز یا هر کمیت فیزیکی دیگر حاصل برهمنهی دو چشمه با مشخصات متفاوت خواهد بود.
کاربردهای تعریف چند چشمه حجمی
تعریف همزمان دو چشمه حجمی استوانهای در موارد زیر بسیار کاربردی است:
- مدلسازی منابع پرتوی چندگانه
- شبیهسازی راکتورهای با ناحیههای سوخت متفاوت
- بررسی اثر انرژیهای مختلف روی یک آشکارساز
- تحلیل چشمههای واقعی با هندسه غیر یکنواخت
نکات مهم و خطاهای رایج
در تعریف دو چشمه حجمی باید به موارد زیر توجه کرد:
- هر چشمه الزاماً باید در یک سلول یکتا محدود شود
- توزیعهای انرژی نباید با هم تداخل ناخواسته داشته باشند
- وزندهی احتمالات بهدرستی انجام شود تا سهم هر چشمه واقعی باشد
- تعداد تاریخچهها برای حفظ کیفیت آمار افزایش یابد
عدم رعایت این نکات میتواند منجر به نتایج غیرواقعی شود.
جمع بندی
- امکان تعریف دو چشمه حجمی استوانهای بهصورت همزمان در MCNP وجود دارد
- تفاوت ابعاد از طریق سلولهای هندسی مستقل اعمال میشود
- تفاوت انرژی با استفاده از توزیعهای انرژی کنترل میگردد
- رفتار نهایی سیستم حاصل ترکیب آماری هر دو چشمه است
این روش، انعطافپذیری بالایی برای مدلسازی منابع پیچیده در شبیهسازیهای مونت کارلو فراهم میکند
کلیدواژه ها : چشمه حجمی-Volume Source-MCNP-چشمه استوانه ای-Cylindrical Source-SDEF Card-CEL Card-تعریف انرژی-Energy Definition-توزیع انرژی-Energy Distribution-SI Card-SP Card-شبیه سازی مونت کارلو-Monte Carlo Simulation-هندسه استوانه ای-Cylindrical Geometry-مهندسی هسته ای-Nuclear Engineering-
