Material Card در MCNP: ZAID، Fraction و Library
کارت M ترکیب ایزوتوپی یا عنصری ماده و داده‌های مقطع‌عرضی متناظر را به MCNP معرفی می‌کند. در این راهنما ساختار کارت، معنای علامت fraction، نرمال‌سازی و نقش library suffix را مرحله‌به‌مرحله بررسی می‌کنیم.
تاریخ انتشار: ۱۰ شهریور ۱۴۰۵ · سطح: مقدماتی تا کاربردی
ساختار Material Card
شکل پایه تعریف ماده در MCNP به صورت زیر است:
Mm identifier₁ fraction₁ identifier₂ fraction₂ ...شماره m همان شماره ماده‌ای است که در Cell Card استفاده می‌شود. طبق Manual رسمی، شماره material می‌تواند تا پنج رقم داشته باشد.
Atomic و Weight fraction
علامت fraction در MCNP معنی فیزیکی دارد:
- fraction مثبت → atomic fraction
- fraction منفی → weight fraction
Atomic fraction و weight fraction نباید روی یک Material Card با یکدیگر مخلوط شوند.
در Builder سایت، کاربر مقدار fraction را همیشه مثبت وارد می‌کند و در حالت Weight، علامت منفی به‌صورت خودکار تولید می‌شود.
آیا جمع fractionها باید 1 باشد؟
خیر. MCNP اجازه می‌دهد fractionها از قبل نرمال‌شده یا نرمال‌نشده وارد شوند. برای مثال آب در حالت atomic fraction می‌تواند به شکل نسبت 2 به 1 تعریف شود.
مثال H₂O
m1 1001 2
8016 1ترکیب نرمال‌شده متناظر: هیدروژن تقریباً 0.6667 و اکسیژن تقریباً 0.3333.
ZAID و Nuclide Identifier
Identifier مشخص می‌کند کدام عنصر یا نوکلید و در صورت تعیین suffix، کدام evaluation مورد استفاده قرار گیرد.
نسخه نخست Builder برای جلوگیری از ابهام، ورودی عددی متداول ZAID را می‌پذیرد. این Validation فقط syntax اولیه را کنترل می‌کند و به معنی تأیید فیزیکی isotope یا موجود بودن evaluation در سیستم کاربر نیست.
Library suffix چه می‌کند؟
suffix می‌تواند انتخاب evaluation مقطع‌عرضی را مشخص کند؛ اما libraryهای در دسترس به نصب MCNP و داده‌های موجود در xsdir وابسته‌اند.
واردکردن عبارتی مانند80cفقط syntax خروجی را می‌سازد. وجود واقعی این evaluation باید روی سیستم اجرای MCNP بررسی شود.
Density متعلق به Material Card نیست
چگالی ماده در تعریف Cell قرار می‌گیرد، نه در کارت M. در Cell Card، علامت density نیز معنای مشخصی دارد؛ بنابراین ترکیب ماده و چگالی باید به‌عنوان دو بخش متفاوت ورودی دیده شوند.
نسخه v1 Builder عمداً density تولید نمی‌کند تا مرز بین Material Specification و Cell Definition شفاف باقی بماند.
Material Card خود را بسازید
Material number، ZAID، fraction و suffix اختیاری را وارد کنید و خروجی آماده MCNP و ترکیب نرمال‌شده را دریافت کنید.
باز کردن MCNP Material Card Builder ←محدودیت‌های نسخه v1
- Builder اجرای واقعی MCNP را انجام نمی‌دهد.
- وجود cross-section evaluation را در سیستم کاربر تأیید نمی‌کند.
- در نسخه نخست، S(α,β)، MT، MX، xlib و modifierهای پیشرفته خودکار تولید نمی‌شوند.
- تشخیص isotope یا composition فیزیکی معتبر جایگزین review ورودی توسط کاربر متخصص نیست.
ادامه MCNP Toolkit
- Material Card Builder — نسخه فعلی
- Source Definition Assistant — مرحله بعد
- Tally Assistant — برنامه توسعه بعدی
منابع رسمی
- Los Alamos National Laboratory — MCNP® Theory & User Manuals
- MCNP® Code Version 6.3.2 Theory & User Manual — LA-UR-26-23119