中子屏蔽虚拟仿真实验系统的设计与开发

关兴彩，赵江涛，彭海波

(兰州大学 核科学与技术学院，甘肃 兰州 730000)

核学科是兰州大学的特色学科，核工程属于工学学科，对学生的实习实训要求很高。中子源辐射场的屏蔽防护是核工程类专业学生在未来工作中可能面临的一个实际问题。因此，开展中子屏蔽实验对于核工程类专业学生的培养至关重要。然而，中子屏蔽实验在目前的教学条件下很难真实开展，原因是建立真实的中子源辐射场需要昂贵设备、特殊场地和专业人员等[1-3]，同时放射性管理也会带来一系列苛刻要求；另一方面，由于安全需求，实验教学用中子源辐射场不能太强，导致实验时间长，操作难度大，实验结果不理想，难以达到预期的实验教学效果。虚拟仿真实验可以很好地解决因现实教学条件不满足而无法开设实体实验的难题，为提升实验教学质量和扎实培养学生提供了一种有效途径[4-6]。

MCNP(Monte Carlo n-particle transport code)程序是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)小组开发并维护的一套通用计算机程序[7]。MCNP程序基于MC方法，利用FORTRAN语言编写程序，可以模拟中子与物质的相互作用过程，并对中子在物质中输运问题进行模拟计算。LabVIEW(Laboratory Visual Instrument Engineering Workbench)是一种常用的图形化编程语言，用户可以通过LabVIEW编译的程序轻松地实现数据采集、分析以及结果输出等功能，同时可以使用程序框图直观地表示复杂逻辑，开发数据分析算法以及设计自定义用户界面[8]。

因此，基于LabVIEW和MCNP，设计开发了中子屏蔽虚拟仿真实验系统。……