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SuperMC：超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统

发布时间：2014-11-7 15:38 来自: 中科院核能安全技术研究所

超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC由中科院核能安全技术研究所自主研发，是一款基于蒙特卡罗与确定论耦合方法与先进计算机技术发展的通用三维核计算分析软件，定位为支持输运（稳态、动力学）、燃耗（同位素燃耗、材料活化、停堆剂量等）、多物理耦合（热工水力学、燃料性能、结构力学等）等的高效能精细模拟计算，集几何与物理自动建模、计算、结果与过程可视化分析于一体，并由数据库和云计算框架支撑，可广泛应用于反应堆物理、辐射物理、医学物理、核探测、高能物理等领域的计算分析。

目前最新版本SuperMC2.2实现了自动建模、中子/光子/中子光子耦合输运计算、可视化的集成计算分析，智能化的功能设计与高效的算法显著提高了分析的效率。SuperMC支持聚变堆等复杂CAD模型及影像数据到系统与人体计算模型的自动转换，支持裂变堆芯参数化的重复结构建模，并包含完整的源、计数、材料的物理属性建模功能。采用10^-11MeV到150MeV的中子及1keV到100GeV光子的完整精细的物理过程处理模型并包含截面温度效应处理，基本覆盖反应堆及医学剂量计算的粒子物理范围。支持丰富的反应堆固定源及临界物理设计参数计算。发展了蒙特卡罗与确定论方法耦合的自动建模及基于确定论方法预计算的自适应减方差等系列加速算法，显著提高模拟效率。基于虚拟现实和科学计算可视化技术，实现三维动态数据场与模型的叠加可视化等多维多风格的可视分析和器官剂量评估。

SuperMC已应用于国际热核聚变实验堆ITER、中国铅基反应堆CLEAR的核设计与分析中。基于SuperMC创建了系列ITER三维标准中子学计算模型，并开展了ITER基准模型的包层、偏滤器、纵场线圈、赤道口等关键部件的中子学计算及可视化分析。CLEAR是中科院核能安全技术研究所为解决核燃料的稳定供给和核废料的安全处置等国际核能可持续发展重大难题设计建造的先进反应堆，基于SuperMC已开展CLEAR-I的堆芯与屏蔽核设计工作。