MCNP中高斯展宽系数的确定方法与验证.pdf

第33卷 第 10期 核电子学与探测技术 Vol_33 NO．10 2013年 1O月 NuclearElectronics＆ DetectionTechnology 0ct． 2013 MCNP中高斯展宽系数的确定方法与验证 李福龙，张雄杰，王仁波 (1．教育部核技术应用工程研究中心(东华理工大学)，江西南昌330013； 2．东华理工大学 ，江西抚州 344000) 摘要：MCNP中对 谱线做高斯扩展后，能反映放射性和探测器的统计涨落等因素对谱线的影响。 为了确定高斯展宽系数，通过实验获取 能谱并计算全能峰半高宽值，利用MATLAB求解关于半高宽 和射线能量的非线性方程组，得到各系数的值并带入MCNP中进行模拟。对比模拟谱与实验谱的全能 峰，总计数平均相对误差为9．7％，半高宽平均相对误差为1．8％，有较好的准确性。 关键词：MCNP；能谱 ；高斯展宽系数；非线性方程组 中图分类号： TL812 文献标志码 ： A 文章编号：0258~934(2013)10-1266-05 蒙特卡洛模拟已经成为研究粒子输运问题 序包之一。在 MCNP程序中，可以根据高斯展 的一个最有力的工具，其被广泛用于电子、光子 宽输入卡中的参数，通过对高斯分布进行抽样 以及中子等粒子的输运问题中。在利用蒙特卡 来实现能量沉积谱中各全能峰的高斯扩展，对 洛软件进行 能谱模拟时，所模拟出的是能量 谱线做高斯展宽前后的情况如图1所示。可以 沉积谱，不能反应出放射性和探测器的统计涨 看出进行高斯展宽后更能与实际的谱线情况相 落等因素对谱线的影响。因此，谱线中不会出 吻合 。 现呈高斯分布的全能峰。解决这一问题的方法 由于 谱仪的能量分辨率和 ^y射线的能 就是要将模拟的能量沉积谱中各全能峰做高斯 量有关，可以利用实验所测得的不同能量的放 扩展，使全能峰呈现高斯分布，进而得到和实验 射源以及能谱半高宽 (FWHM)的数据来拟合 相吻合的 谱线 ¨叫。 出能谱半高宽和 射线能量的关系式-5J： FWHM =口+b× 。 (1) 1 MCNP中的高斯扩展方法 其中：口、6、c为系数 ；FWHM、a、E的单位是 MCNP是蒙特卡洛模拟中颇具代表性的程 MeV；6的单位是C-MgS ；c的单位是 1／MeV。 在 MCNP中，高斯能量增宽度的输入卡 为 ： 收稿 日期：2013—04—26 GEB a b c 基金项 目：国家高技术研究发展计划 (863计划) 0，b，c三个参数规定了能量半高宽和 射 (2012AA061804)；江 西 省 科 技 攻 关 计 划 (201l1BBE50025)；国家 自然 科 学 基 金 项 目 线能量关系式 (式 1)中的3个系数。 。 2 高斯扩展系数的计算 作者简介：李福龙(1988一)，男，四川广汉人，硕士研 究生，主要从事核探测技术与智能仪器方面的研究。 由(1)可