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核电子学与探测技术2025年第04期:蒙特卡罗MagicMC程序网格权窗全局减方差模块开发与验证

来源:期刊VIP网 时间:


作者:曲泓宇;陈珍平;孙爱扣;雷济充;刘程伟;朱琳;张羿;张怡卿;于涛;

单位:南华大学核科学技术学院;先进核能技术设计与安全教育部重点实验室;

摘要:在大尺度辐射屏蔽计算中,蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法面临粒子深穿透现象,导致计算精度低、统计误差大、收敛速度慢等问题。为满足计算精度和效率的要求,通常采用网格权窗减方差方法缓解粒子输运深穿透问题。针对上述问题,本文基于蒙特卡罗程序MagicMC开发了网格权窗全局减方差模块,建立了基于MC-MC正向耦合的自适应平滑因子改进网格权窗方法。通过对ITER基准题计算,结果表明在相同条件下,不同位置的通量值与参考解对比,数值吻合,并且FOM因子提高了约7倍。同时,针对1/4 NUREG/CR-6115PWR基准题开展了网格中子通量密度分布计算,与直接模拟相比,本文全局减方差方法的FOM因子提高了9倍左右。数值分析结果验证了本文开发的网格权窗全局减方差模块的正确性与可靠性,提升了MagicMC程序对大尺度辐射屏蔽问题的计算分析能力。

关键词:辐射屏蔽;;蒙特卡罗;;网格权窗;;减方差;;平滑因子