تعریف کارت تالی (Tally Card) در هندسه‌های تکراری و شبکه شش‌ضلعی در فایل ورودی MCNP

در کد MCNP (Monte Carlo N-Particle) کارت‌های تالی نقش اصلی را در استخراج نتایج شبیه‌سازی ایفا می‌کنند. وقتی با هندسه‌های تکراری و به‌ویژه شبکه‌های شش‌ضلعی (Hexagonal Lattice) سروکار داریم، تعریف صحیح تالی‌ها اهمیت دوچندان پیدا می‌کند، چون ذرات در یک ساختار منظم و تکرارشونده رهگیری می‌شوند.

در این محتوا، بر اساس مستندات و راهنماهای انگلیسی MCNP (مانند MCNP User Manual و Technical Notes)، مفهوم کارت تالی در این نوع هندسه‌ها توضیح داده شده و سپس به صورت روان و بومی‌سازی‌شده ارائه می‌شود.

کارت تالی در MCNP چیست؟

کارت تالی در MCNP ابزاری برای اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی در طول شبیه‌سازی مونت‌کارلو است. این کمیت‌ها می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

• شار نوترون یا فوتون
• نرخ واکنش هسته‌ای
• انرژی جذب‌شده
• دوز تابشی

تالی‌ها معمولاً به سلول (Cell) یا سطح (Surface) یا حتی حجم‌های مشتق‌شده نسبت داده می‌شوند.

منظور از هندسه‌های تکراری (Repeated Structures) چیست؟

در MCNP، هندسه‌های تکراری به ساختارهایی گفته می‌شود که:

• از یک واحد پایه (Universe) ساخته شده‌اند
• این واحد در فضا چندین بار تکرار می‌شود
• معمولاً با کارت‌های LAT و FILL تعریف می‌شوند

این روش مخصوصاً در شبیه‌سازی:

• قلب راکتورها
• مجتمع‌های سوخت
• شبکه‌های منظم هندسی

بسیار رایج است، چون از تکرار بی‌مورد تعریف سلول‌ها جلوگیری می‌کند.

شبکه شش‌ضلعی (Hexagonal Lattice) در MCNP

شبکه شش‌ضلعی یکی از انواع lattice ها در MCNP است که برای مدل‌سازی:

• راکتورهای سریع
• راکتورهای VVER
• آرایش‌های شش‌ضلعی المان‌های سوخت

استفاده می‌شود.

ویژگی‌های اصلی شبکه شش‌ضلعی:

• چیدمان سلول‌ها بر اساس هندسه شش‌ضلعی
• فاصله یکنواخت بین مراکز واحدها
• امکان تعریف در راستای دوبعدی یا سه‌بعدی

چالش تعریف تالی در هندسه‌های تکراری

وقتی از lattice و universe استفاده می‌کنیم، یک سلول فیزیکی ممکن است:

• در فایل ورودی فقط یک بار تعریف شده باشد
• اما در شبیه‌سازی، ده‌ها یا صدها بار تکرار شود

در نتیجه، سؤال اصلی این است:

تالی به کدام نسخه از سلول اعمال می‌شود؟

MCNP این مسئله را از طریق سطح ارجاع تالی به یونیورس یا سلول پرشده (Filled Cell) حل می‌کند.

تعریف کارت تالی در شبکه شش‌ضلعی

در هندسه‌های lattice، کارت تالی معمولاً:

• به سلول میزبان lattice
• یا به یونیورس خاص داخل lattice

نسبت داده می‌شود، نه به تک‌تک تکرارها به‌صورت دستی.

به این ترتیب:

• MCNP شار یا کمیت مورد نظر را
• برای تمام تکرارهای آن یونیورس
• به‌صورت میانگین‌گیری آماری

محاسبه می‌کند.

تالی روی یک سلول مشخص در lattice

برای تمرکز روی یک ناحیه خاص:

• می‌توان از cell-based tally استفاده کرد
• یا با energy bins و multiplier cards نتایج را تفکیک نمود

اما باید توجه داشت که:

• تالی به تعریف مفهومی سلول اشاره دارد
• نه به موقعیت هندسی منفرد آن در lattice

مزیت استفاده از تالی در هندسه‌های تکراری

استفاده صحیح از کارت تالی در lattice ها باعث می‌شود:

• حجم فایل ورودی کمتر شود
• نتایج آماری پایدارتر باشند
• تحلیل رفتار کلی شبکه ساده‌تر انجام شود

به همین دلیل، در شبیه‌سازی‌های راکتوری، تقریباً همیشه تالی‌ها در سطح universe یا lattice cell تعریف می‌شوند.

جمع‌بندی

در MCNP، کارت تالی در هندسه‌های تکراری و شبکه شش‌ضلعی:

• به ساختار مفهومی سلول‌ها وابسته است، نه هر تکرار فیزیکی
• معمولاً به یونیورس‌ها یا سلول‌های lattice اعمال می‌شود
• نتایجی آماری و میانگین‌شده برای کل ساختار تکراری فراهم می‌کند

درک این موضوع برای جلوگیری از تفسیر اشتباه نتایج شبیه‌سازی بسیار حیاتی است.

کلیدواژه ها : کارت تالی-Tally Card-MCNP-هندسه های تکراری-Repeated Geometry-شبکه شش ضلعی-Hexagonal Lattice-LAT Card-FILL Card-Monte Carlo Simulation-Universe MCNP-