1XSDIRの読み方と修正方法

2

XSDIRとは？
• ACEファイルの位置とACEファイル中の情報をまとめたリスト• MCNPやPHITSの入力では断面積ライブラリを核種ID、物質IDで指定• 1001.50c、92235.10c、lwtr.10tなど• XSDIRでMCNP/PHITSで指定した核種ID、物質IDのACEファイルがどこにあるかを指定• ちなみにMVPではneutron.art.indexがXSDIRに該当• MVPのneutron.art.indexでは核種ID、物質IDとファイル名のみなのに対し、XSDIRは物性値やデータ数などが必要

XSDIRの例

3
原子核の質量/中性子の質量(核データのAWR=原子核の質量/中性子の質量に相当)

atomic weight ratios
0001 1.000000
0001 1.000000
1000 0.99931697 1001 0.99916733 1002 1.99679968
2000 3.96821760 2003 2.99012018 2004 3.96821897
3000 6.88131188 3004 3.99259010 3005 4.96947769
3006 5.96345000 3007 6.95573370
19/10/2016
ここ以降がACEファイルの場所の指定
directory
1001.80c 0.999167 j40/H001.ace 0 1 4 17969 0 0 2.5301E-8
2003.80c 2.989032 j40/He003.ace 0 1 4 10004 0 0 2.5301E-8
92235.80c 233.0248 j40/U235.ace 0 1 4 837481 0 0 2.5301E-8 ptable
92235.70c 233.0248 j40f01j 0 1 1238702 832644 0 0 2.5301E-08 ptable
92235.71c 233.0248 j40f01j 0 1 1446875 689688 0 0 5.1704E-08 ptable
lwtr.20t 0.999167
j40tsl/lwtr.20t 0 1 1 1228849 0 0 2.530E-08
lwtr.21t 0.999167
j40tsl/lwtr.21t 0 1 1 1201502 0 0 3.016E-08
lwtr.22t 0.999167
j40tsl/lwtr.22t 0 1 1 1165553 0 0 3.447E-08

核種/物質ID.suffix番号データ種別 AWR ファイル名 0 1 データ位置(始点/総データ数) 0 0 温度[MeV] 確率テーブルの有無
参考文献：“MCNP USER’S MANUAL Code Version 6.2,” LA-UR-17-29981

4XSDIRの特徴• 複数の温度点や複数のライブラリを一つのXSDIRに入れることが可能• suffix番号を変えることでMCNP上では異なる核種と認識• .00～.99まで100種類の同一核種/物質IDを一つのXSDIRに• 同一核種/物質ID、同一suffix番号のデータが複数あるとMCNP上では区別できなくないので注意• どのsuffix番号がどの温度点・ライブラリに相当するかは作成者によって異なるので、ACEライブラリのマニュアルを読んで確認すること• 核種/物質名の最後の一文字(データ種別)はどのようなデータなのかを示す

HinH2O U-235• c：中性子入射、t：熱中性子散乱則、y：dosimetryなど

92235.80c 233.0248 j40/U235.ace 0 1 1 837481 0 0 2.5301E-8 ptable
92235.70c 233.0248 j40f01j 0 1 1238702 832644 0 0 2.5301E-08 ptable
92235.71c 233.0248 j40f01j 0 1 1446875 689688 0 0 5.1704E-08 ptable
lwtr.20t 0.999167
j40tsl/lwtr.20t 0 1 1 1228849 0 0 2.530E-08
lwtr.21t 0.999167
j40tsl/lwtr.21t 0 1 1 1201502 0 0 3.016E-08
lwtr.22t 0.999167
j40tsl/lwtr.22t 0 1 1 1165553 0 0 3.447E-08

5

MCNPでの核種/物質名の扱い• 92235.80cとsuffix番号まで書く場合と、92235と核種/物質IDしか書かない場合がある• suffix番号まで書く場合、指定したsuffix番号のデータを読む• 核種/物質IDのみの場合、suffix番号に関わらず、最初に見つけた核種/物質IDのデータを読む• suffix番号を省略する場合、意図した温度点・ライブラリを読んでいるかをきちんと確認することが重要
MCNPで92235とした場合、92235.80cを読む
92235.80c 233.0248 j40/U235.ace 0 1 1 837481 0 0 2.5301E-8 ptable
92235.70c 233.0248 j40f01j 0 1 1238702 832644 0 0 2.5301E-08 ptable
92235.71c 233.0248 j40f01j 0 1 1446875 689688 0 0 5.1704E-08 ptablesuffix番号が全て.80の場合、MCNPでは区別できない (最初のデータを読み込む)
92235.80c 233.0248 j40/U235.ace 0 1 1 837481 0 0 2.5301E-8 ptable
92235.80c 233.0248 j40f01j 0 1 1238702 832644 0 0 2.5301E-08 ptable
92235.80c 233.0248 j40f01j 0 1 1446875 689688 0 0 5.1704E-08 ptable6

suffix番号や物質名の変え方• suffix番号や物質名を変えたいというニーズは多い• suffix番号が重複する、物質名がMCNPの入力と違うなど• xsdirとACEファイルの一行目の最初のデータを修正• それ以外のデータを書き換えなければMCNPやPHITSへの影響はない• 物質名を書き換える場合、文字の位置に注意!!
• 文字数が変わる場合、二つ目のデータのスタート位置が変わらないようにスペースで調整すること

92235.71c 233.0248 j40f01j 0 1 1446875 689688 0 0 5.1704E-08 ptable
lwtr.20t 0.999167 j40tsl/lwtr.20t 0 1 1 1228849 0 0 2.530E-08
92235.71c 233.024800 5.1704e-08 20171005
U235 from JENDL-4
mat922800000000
lwtr.20t 0.999167 2.5300e-08 20161017
01_h_in_h2o from JENDL-4
1001
0000000

mat 125

ACEファイルの1～3行目

7【参考】 データ種別一覧• 核種/物質名の最後の一文字(ZAID suffix)のリストは次の通り

参考文献“MCNP USER’S MANUAL
Code Version 6.2,”
LA-UR-17-29981

ZAID suffix

格納されているデータ種別c

中性子入射(連続エネルギー)t

熱中性子散乱則ydosimetryp

photoatomicuphotonuclear

r

電子入射

h

陽子入射

o

重水素入射

r

三重水素入射s

He-3入射

a

α粒子入射

d

中性子入射(離散エネルギー)m

多群中性子-光子結合ライブラリ(中性子)g

多群中性子-光子結合ライブラリ(光子)8XSDIRに記載されている情報• XSDIRはatomic weight ratiosとdirectoryの二つの領域に分けられる• atomic weight ratios• 各核種の原子核の質量/中性子の質量を記載したリスト• 配布されているライブラリ中のデータや、下記のWebサイトのものを利用することを推奨• https://nucleardata.lanl.gov/ACE/install.html#AWR• 評価済み核データ中のAWRに相当するが、これらのデータの方がAWRに比べて有効桁数が多い• directory• それぞれの核種/物質IDのACEファイルがどこにあるかを示す
92235.70c 233.0248 j40f01j 0 1 1238702 832644 0 0 2.5301E-08 ptable
核種/物質ID.suffix番号データ種別 AWR ファイル名 0 1 データ位置(始点/総データ数) 0 0 温度[MeV] 確率テーブルの有無

9directoryに記載されている情報• ACEファイルのディレクトリ情報は11個の情報で構成• ① 核種/物質名 (10文字以内)• ② Atomic weight ratio (AWR)• ③ ファイル名 (60文字以内)• ④ ディレクトリパス (70文字以内)• ⑤ ACEファイルの形式 (1：テキスト/2：バイナリ)• ⑥ ACEファイルの開始行• ⑦ ACEファイルの総データ数• ⑧、⑨ バイナリデータのみで使用• ⑩ 温度 [MeV]• ⑪ 確率テーブルの有無
92235.70c 233.0248 j40f01j 0 1 1238702 832644 0 0 2.5301E-08 ptable• これらの内、①、②、⑤～⑪はACEファイル作成時に生成される

XSDIRに記載• ユーザーが修正するのは主に③と④• あとは①の物質IDとsuffix番号くらい

10XSDIRを編集する際の注意点• 一行当たりの文字数の最大は80文字• 80文字を超える場合は、末尾に『+』を入れ、次の行に記載する必要がある
92235.80c 233.0248 j40/rev1/U235.ace 0 1 1 837481 0 0 2.5301E-8 +ptable• ACEファイルのxsdirからの相対パスは以下のようになる• ディレクトリパス/ファイル名• ディレクトリパスを書かず、ファイル名のみとすることが多い• その場合、ディレクトリパスは『0』とする

11

生成したACEファイルのXSDIRへの追加• XSDIRはACEファイル生成時に同時に自動作成• ファイル名はFRENDYのace_dif_file_name(デフォルトは～.ace.dir)、NJOYのndif(ACERのcard 1)で指定• 自動作成されたXSDIRをMCNPで使うにはXSDIRにコピーする必要がある• suffix番号(～.80cなど)が競合しないこと、物質番号(lwtrなど)がMCNPの入力で使われているものと一致することを確認• 自動作成されたXSDIRのfilenameとrouteを書き換える• 基本的にはfilenameに相対パスのACEファイル名を、routeに0を入れる• XSDIRの修正後、一行当たりの文字数が80文字以下であることを確認【FRENDY/NJOYで自動作成されたXSDIRの例】

92235.80c 233.048 filename route 1 1 837481 0 0 2.585E-8 ptable
lwtr.20t
0.999167 filename route 1 1 2431237 0 0 2.585E-8

12生成したACEファイルのXSDIRへの追加例【FRENDY/NJOYで自動作成されるXSDIRの例】
92235.80c 233.048 filename route 1 1 837481 0 0 2.585E-8 ptable
lwtr.20t
0.999167 filename route 1 1 2431237 0 0 2.585E-8【XSDIRに追加した例】① suffix番号が重複したら修正
92235.80c 233.0248
j40/U235.ace 0 1 1 837481 0 0 2.5301E-8 ptable
92235.70c 233.0248
j40f01j 0 1 1238702 832644 0 0 2.5301E-08 ptable(ACEファイルも要修正)
92235.71c 233.0248 j40f01j 0 1 1446875 689688 0 0 5.1704E-08 ptable
92235.60c 233.048 mod/u235.ace 0 1 1 837481 0 0 2.585E-8 +ptable② 『filename』をACEファイル名にlwtr.20t 0.999167 j40tsl/lwtr.20t
0 1 1 1228849 0 0 2.530E-08
lwtr.21t 0.999167 j40tsl/lwtr.21t
0 1 1 1201502 0 0 3.016E-08
lwtr.22t 0.999167 j40tsl/lwtr.22t
0 1 1 1165553 0 0 3.447E-08
lwtr.60t 0.999167 mod/hinh2o.ace 0 1 1 2431237 0 0 2.585E-8④ 一行80文字を越えたら『+』を追加した上で改行③ 『route』を0に

13

XSDIR自動生成機能• FRENDYではXSDIRの自動生成機能を整備• 手作業でまとめると、 ACEファイルの開始行の修正が困難• FRENDYでは自動的に一つのファイルにまとめるツールを用意• tools/make_xsdir_list• 利用方法はtools/README_tools_jpをご参照下さい【一つのファイルにまとめた例】
s001.50c
2004.50c
3007.50c

要修正0.999167 ｊ40/j40f00fa 0 1
19751 0 0 2.551e-08
3.968200 j40/j40f00fa 0 1 76161 25308 0 0 2.551e-08
6.955730 j40/j40f00fa 0 1 89852 29277 0 0 2.551e-08• 入力は以下の5行• データ種別 (1：中性子入射、2：TSL、3：dosimetry)
中性子入射の例• まとめたACEファイル名• まとめたXSDIRファイル名
1./j40f00f• 個別のACEファイルを格納した./j40f00f.xsdir
ディレクトリ名./ace/j40• suffix番号50c• 処理モード (オプション)

TSLの例
2./j40f00t./j40f00t.xsdir./ace/j40/sab20t

14

XSDIR自動生成機能の改良• FRENDY第1版で複数のACEファイルをまとめる便利ツールとして、XSDIR自動生成機能を整備• sample/tool/ace_data_collector.exe• 本機能を使うと、簡単に複数のACEファイルをまとめることが可能に• Suffix番号(～.50cなど)も編集可能• FRENDY第2版ではtoolの一つとして登録• tools/ make_xsdir_list• 利用方法もtools/REDME_tools_jpに記載【まとめたXSDIRの例】
J5r1f00fccにPu241以降の複数のACEファイルが含まれている15

現行のXSDIR自動生成機能の課題• 複数のACEファイルを強制的にまとめてしまう• ユーザーがH001やU235など、個々の核種を選択して使うことができない• JENDL-5のようにデータ容量が膨大なACEファイル(1温度点で20GB超)の場合はユーザー側に必要な核種を選択できるようにした方が利便性が高い• atomic weight ratiosを手入力する必要がある• ENDF/B-VIII.0のデータをコピーするなどしていたが、JENDL-5RC1では795核種とENDF/B-VIII.0(557核種)に比べて核種数が大幅に増加• ENDF/B-VIII.0に収録されていない核種のatomic weight ratiosは手作業で入力しなければならない【atomic weight ratioの例】

16

XSDIR自動生成機能の改良 (1/2)• 核種毎にファイルを分割するモードを実装• ファイル数は増えるものの、ユーザーが必要なファイルを自由に選択可能に• ユーザーの利便性が向上• ファイル名は核種IDと同じになるようにしている• どのファイルがどのデータなのかが分かりやすくなっている

核種IDと同じ名前に

17

XSDIR自動生成機能の改良 (2/2)• atomic weight ratios(AWR)の自動生成• 1000や2000など、天然組成のAWRはENDF/B-VIII.0と同じ値を使用• 1001など、個々の核種のAWRはACEファイルの値をコピー• ENDF/B-VIII.0のAWRに比べて有効桁数が少ない• 核種数が多い場合の自動改行にも対応4つ目以降は次の行へ
日付も自動で出力(自動生成機能を実行した日)

ACEファイル中のAWR

18

まとめ
• XSDIRとは• ACEファイルの位置とACEファイル中の情報をまとめたリスト• suffix番号を変えれば複数の温度点や複数のライブラリを一つのXSDIRに入れることが可能• suffix番号や物質名の変え方• xsdirとACEファイルの一行目の最初のデータを修正• FRENDY/NJOYで作成したXSDIRの追加方法• ① suffix番号の修正、② filenameの修正、③ routeの修正、④一行当たりの文字数のチェックの4ステップ• FRENDYの便利機能• FRENDYに付属のツールを用いることで複数の核種を一つのACEファイルにまとめることも可能