蒙特卡罗粒子输运方法及应用研究

来源：核动力工程杂志2025年第3期北京时间：

作者：邓力, 李刚, 张宝印, 李瑞, 张玲玉, 付元光, 刘鹏, 马彦, 史敦福, 王鑫, 秦桂明

单位：1.北京应用物理与计算数学研究所，北京，100094；2.中物院高性能数值模拟软件中心，北京，100088；

摘要：蒙特卡罗（MC）粒子输运方法应用概率论随机理论与数理统计知识开发相应程序，并借助计算机工具帮助核领域解决各种粒子输运物理问题。经过70多年的发展，MC粒子输运方法理论和算法已经逐步成熟，先后诞生了多代多个程序软件，在核辐射屏蔽、核反应堆堆芯临界安全分析、核探测及核医学等传统领域广泛应用。本文从MC粒子输运的理论基础介绍开始，给出了MC方法求解积分形式中子输运方程的中子通量密度公式，以及中子通量密度响应量的计算方法，同时概述了求解输运方程的确定论方法分类，介绍了MC粒子输运方法发展历程和计算应用经历的阶段，以及国内外重要的MC粒子输运分析软件，还有近期国际上采用图形处理单元（GPU）技术发展MC粒子输运软件的方向和进展。同时对自主研制的MC粒子输运软件JMCT的功能和特色进行系统性介绍。

关键词：蒙特卡罗（MC）方法, 粒子输运, 并行计算, JMCT, 人工智能

基金资助：国家自然科学基金（12275030, u23b2067）