有关核技术应用的 TopMC 1.0 开发、其为核设计和辐射安全评估实施的多功能中子学计算方法以及 SuperMC（基于 CAD 的蒙特卡罗程序，用于集成核系统模拟（TopMC 源自该程序））的同行评审论文。发表于EPJ《核科学与技术》、《核聚变科学与技术》和《核能年鉴》。
参考
- Development of TopMC 1.0 for nuclear technology applications[J]. EPJ Nuclear Sciences & Technologies, 2025, 11. DOI:10.1051/epjn/2024033
- Multifunctional Neutronics Calculation Methodology and Program for Nuclear Design and Radiation Safety Evaluation[J]. Fusion Science & Technology, 2018: 1–9. DOI:10.1080/15361055.2018.1475162
- CAD-based Monte Carlo program for integrated simulation of nuclear system SuperMC[J]. Annals of Nuclear Energy, 2015. DOI:10.1016/j.anucene.2014.08.058
论文
Development of TopMC 1.0 for nuclear technology applications
开发核技术应用的TopMC 1.0
Development of TopMC 1.0 for nuclear technology applications[J]. EPJ Nuclear Sciences & Technologies, 2025, 11.
摘要
粒子输运在核技术应用中发挥着重要作用。作为一种通用方法，蒙特卡罗广泛应用于粒子输运。我们研究了该领域的几个关键困难，特别是解决体素建模、耦合光子-电子输运和先进的脉冲高度计数方法等方面。我们开发了一些关键技术来增强中子学计算、核设计和安全评估多功能程序 (TopMC) 的能力。此贡献展示了TopMC的研发进展，包括基于医学图像数据和快速粒子跟踪方法的体素模型建立、基于压缩历史方法的电子输运机制以及提高脉冲高度计数效率的方差减少策略。而且，利用核技术领域的一系列应用对TopMC进行了验证与确认，证明了其准确性和效率。 TopMC可应用于硼中子俘获疗法（BNCT）的粒子输运、核测井、伽马辐射探测系统、电子加速器等。
Multifunctional Neutronics Calculation Methodology and Program for Nuclear Design and Radiation Safety Evaluation
核设计与辐射安全评价多功能中子学计算方法与程序
Multifunctional Neutronics Calculation Methodology and Program for Nuclear Design and Radiation Safety Evaluation[J]. Fusion Science & Technology, 2018: 1–9.
摘要
聚变系统等先进核系统普遍具有尺寸大、结构复杂、部件和材料空间分布不均匀、高能量高通量以及中子能谱宽而复杂的特点。与传统核系统相比，这些特点给中子学设计和分析带来了前所未有的挑战。为了应对这些挑战，FDS团队在中子学方法和核设计与安全评估综合模拟程序超级多功能计算程序（SuperMC）的开发方面取得了重大进展。此外，FDS团队一直在开发高强度D-T聚变中子发生器（HINEG），并进行了一系列中子学实验。基于所开发的方法、程序和设施，进行了一系列聚变设计和分析，包括FDS系列反应堆的设计以及ITER中子学分析。
CAD-based Monte Carlo program for integrated simulation of nuclear system SuperMC
基于 CAD 的蒙特卡罗程序，用于核系统集成仿真 SuperMC
CAD-based Monte Carlo program for integrated simulation of nuclear system SuperMC[J]. Annals of Nuclear Energy, 2015.
摘要
蒙特卡罗（MC）方法在模拟复杂核系统方面具有明显的优势，有望成为未来核设计和分析的常规方法。 MC方法的高保真模拟与多物理现象模拟相结合对核系统的安全性、经济性和可持续性具有重大影响。然而，当前MC方法和程序面临的巨大挑战阻碍了其在实际工程项目中的应用。 SuperMC是由中国FDS团队开发的基于CAD的蒙特卡罗程序，利用混合MC和确定性方法以及先进的计算机技术对核系统进行集成模拟。本文介绍了SuperMC的设计目标、架构和主要方法。最新版本SuperMC2.1可以进行中子、光子以及耦合中子和光子输运计算、几何和物理建模、结果和过程可视化。它通过聚变堆ITER模型、快堆BN-600模型等一系列基准案例进行开发和验证。 SuperMC 仍处于向核系统模拟的通用常规工具发展的过程中。