آموزش mcnp-درس 2: قابلیت ها و مشکلات کد MCNP
کد مونت کارلو MCNP همراه با توانایی هایی که دارد، مشکلات زیادی نیز دارد که در این مقاله کاربرد ها و مشکلات کد کاملا توضیح داده می شود.
Table of Contents
موارد کاربرد
کد مونت کارلویی N ذره‌ای چند منظوره بوده که می‌تواند برای محاسبات ترابرد فقط نوترون؛ فقط فوتون؛ فقط الکترون؛ ترابرد حالات جفت شده‌ی نوترون/ فوتون/ الکترون (مثل فعالسازی نوترونی و یا گامایی)؛ نوترون/ فوتون (مثل NAA )؛ فوتون/ الکترون (بررسی تابش ترمزی) و الکترون/ فوتون (بررسی تابش ترمزی) مورد استفاده قرار گیرد. از موارد کاربرد MCNP می‌توان به استفاده از آن در حفاظت در برابر تابش و دزیمتری، محاسبات شیلد کردن تشعشعات مختلف، رادیوگرافی، فیزیک پزشکی، ایمنی بحرانیت هسته‌ای، طراحی و تحلیل آشکارسازها اکتشاف نفت، طراحی هدف در شتاب‌دهنده‌ها، طراحی راکتورهای شکافت و همجوشی و آلودگی‌زدایی، نام برد.
MCNP توانایی پیکره بندی و شبیه‌سازی سه‌بعدی مواد را درون سلول‌هایی که با سطوح درجه‌ی یک و دو و نیز در بعضی حالات درجه‌ی چهار مرزبندی شده‌اند، دارد. توانایی محاسبه‌ی ویژه‌ی مقادیر سیستم‌های حاوی مواد شکافت‌پذیر (keff) نیز یکی از خصوصیات ارزشمند کد است. یکی دیگر از نقاط قوت MCNP داشتن اطلاعات مربوط به انرژی‌های پیوسته است.
تمام انواع واکنش‌هایی که نوترون‌ها در برخورد با هسته دارند (شکافت، پراکندگی الاستیک، پراکندگی غیر الاستیک و ...) در کد MCNP در نظر گرفته شده و کتابخانه‌های سطح مقطع این برهم‌کنش‌ها موجود است. خصوصیت‌های ارزشمند و مهمی که MCNP را بسیار فراگیر کرده و استفاده از آن را آسان کرده است، توانایی کد در تولید چشمه‌های عمومی، سطحی، حجمی و چشمه‌های بحرانیت، رسم هندسه‌ی ورودی و رسم خروجی برنامه، توانایی به‌کارگیری روش‌های کاهش واریانس، انعطاف‌پذیر بودن ساختار محاسبات خروجی و یک مجموعه‌ی وسیع از داده‌های سطح مقطع است.
برنامه‌ی ورودی که توسط کاربر تولید و تعریف می‌شود، متعاقباً توسط کد MCNP خوانده می شود. فایل ورودی شامل اطلاعاتی درباره‌ی فضای مسأله از قبیل خصوصیات هندسه، توصیف مواد، انتخاب سطح مقطع‌ها، مکان و مشخصات چشمه‌ی نوترون، فوتون یا الکترون، نوع جواب خواسته شده ( تالی ها) و تکنیک‌های کاهش واریانس استفاده شده برای بهبود بازده‌ی محاسبات و یا کاهش زمان انجام محاسبات است. این نرم‌افزار محصول Oak Ridge National Laboratory است
مشکلات کد MCNP
کد مونت کارلو علی رغم توانایی ها و قابلیتهای خوبی که دارد مشکلات و نقص هایی نیز همراه دارد که به بحث در باره آنها می پردازیم:
1) عدم پذیرش دستورات: در این کد بیشتر پارامترها به صورت عددی وارد می شوند. تعریف کردن همه پارامترها به صورت عددی باعث سردرگمی می شود.
2) مشکل در عیب یابی کد: وقتی در نوشتن برنامه خطایی وجود داشته باشد کد توضیح واضحی به کاربر نمی دهد و رفع خطا با استفاده از آنچه کد ارائه میدهد فقط در صورتی امکان پذیر است که کاربر تجربه زیادی داشته باشد.
3) نبود محیط مخصوص برنامه نویسی: بیشتر زبان ها محیط برنامه نویسی مخصوص به خود را دارند برای مثال در برنامه MATLAB-FORTRAN و زبان های وِیژوالی مثل #C و ... تمام علائم دستوری کد به رنگ دیگر مشخص می شود و این قابلیت به کاربر عیب یابی سریع را امکان می دهد.
4) عدم داشتن BREAK Point :BREAK Point قابلیتی است که می توان محل خطای کد را ردیابی کرد اما در این کد این قابلیت وجود ندارد.
5) محدود بودن نگارش به ستون های 1 تا 80
