大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法及介质技术

本发明专利技术提供一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法及介质，其中，方法包括：根据核材料贮存场景三维模型数据和放射源数据构建辐射场计算模型；将所述辐射场计算模型的计算模式设置为通量转剂量模式；将计算方法设定为探测器法与网格计算法相结合的组合方式；根据所述计算模式和所述计算方法计算辐射场的空气吸收剂量率。本发明专利技术实现放射源三维空间辐射场空气吸收剂量率整体分布规律掌握的同时，得到关键点位空气吸收剂量率的精确计算值。

【技术实现步骤摘要】
大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法及介质
本专利技术涉及放射性物质辐射场检测领域，尤其涉及大空间深穿透辐射场的计算方法，具体来说就是一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法及介质。
技术介绍
核材料贮存空间中会因存放铀、钚等放射性核元素形成复杂的辐射场，相关工作人员在核材料的日常维护、巡检等过程中会遭受辐照(核辐射)，核辐射会对其身体造成某种损害作用，为了有效避免核辐射对工作人员身体的损害作用，必须先获知核材料贮存空间内核材料形成的辐射场分布情况及其对工作人员的影响程度，再根据辐射场分布情况及其对工作人员的影响程度对工作人员进行有效的辐射防护。现有技术中，辐射场计算方法主要包括蒙特卡罗模拟、理论计算与实验测量，比较而言，蒙特卡罗模拟可以对不易测量辐射场或者无法测量辐射场进行分析，且无需过度简化假设，计算出来的辐射场更为接近实际复杂情况，可以有效避免其它方法因大量几何近似所引起的计算误差，并能揭示辐射场的内在行为机制，被公认为计算辐射场的最有效方法。但是，利用蒙特卡罗方法直接计算大尺度空间深穿透辐射场时存在收敛速度较慢，相对误差较大等问题，尤其在源项复杂、空间结构非对称、空间尺度较大的情况下问题更加明显，并且这种问题不能简单地通过增加计算粒子数量、延长计算时间的方法解决。因此，本领域技术人员需要研发出一种既能掌握放射源形成辐射场的整体分布规律，又能够精确计算关键点位剂量率，且计算效率高、精确度高的辐射场计算方法，从而为实现大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率优化计算奠定基础。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法及介质，解决了现有技术中不能准确掌握放射源形成辐射场的整体分布规律，也不能精确计算关键点位剂量率的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的具体实施方式提供一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法，包括：根据核材料贮存场景三维模型数据和放射源数据构建辐射场计算模型；将所述辐射场计算模型的计算模式设置为通量转剂量模式；将计算方法设定为探测器法与网格计算法相结合的组合方式；根据所述计算模式和所述计算方法计算辐射场的空气吸收剂量率。本专利技术的具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法。根据本专利技术的上述具体实施方式可知，大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法及介质至少具有以下有益效果：利用减方差技巧同时对探测器计算和网格法计算进行减方差处理，实现放射源三维空间辐射场空气吸收剂量率整体分布规律掌握的同时，得到关键点位空气吸收剂量率的精确计算值，并且计算效率、计算精度远高于直接模拟计算。应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本专利技术所欲主张的范围。附图说明下面的所附附图是本专利技术的说明书的一部分，其绘示了本专利技术的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本专利技术的原理。图1为本专利技术具体实施方式提供的一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法的实施例一的流程图。图2为本专利技术具体实施方式提供的一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法的实施例二的流程图。图3为本专利技术具体实施方式提供的一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法的实施例三的流程图。图4A为现有技术中中子输运计算效果图。图4B为本专利技术具体实施方式提供的基于蒙特卡罗算法的中子输运计算效果图。图5A为现有技术中(n,γ)产生的γ输运计算效果图。图5B为本专利技术具体实施方式提供的基于蒙特卡罗算法的(n,γ)产生的γ输运计算效果图。图6A为现有技术中低能γ输运计算效果图。图6B为本专利技术具体实施方式提供的基于蒙特卡罗算法的低能γ输运计算效果图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本专利技术所揭示内容的精神，任何所属
技术人员在了解本
技术实现思路
的实施例后，当可由本
技术实现思路
所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本
技术实现思路
的精神与范围。本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本专利技术，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。图1为本专利技术具体实施方式提供的一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法的实施例一的流程图，如图1所示，先构建辐射场计算模型，再设置辐射场计算模式和计算方法，最后利用设定的计算模式和计算方法计算辐射场的空气吸收剂量率。该附图所示的具体实施方式中，大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法包括：步骤101：根据核材料贮存场景三维模型数据和放射源数据构建辐射场计算模型。本专利技术的实施例中，构建辐射场计算模型，核材料贮存时将核材料贮存在包装桶内，然后按照3×3的排列方式放置在库房的屏蔽墙后。步骤102：将所述辐射场计算模型的计算模式设置为通量转剂量模式。本专利技术的实施例中，设置计算模式过程中，选择通量转剂量模式，不需要跟踪每个粒子输运过程中与物质相互作用产生的能量转化，计算时间较短，且对空气或其它密度较低物质适用性较高、准确度较高。步骤103：将计算方法设定为探测器法与网格计算法相结合的组合方式。本专利技术的实施例中，利用探测器对关键点位空气吸收剂量率精确计算，利用网格计算法对整体分布规律进行粗略计算，实现辐射场整体分布规律掌握的同时得到关键点位的精确空气吸收剂量率值。所述网格计算法是将整个辐射场划分为多个立方体后计算每个立方体中的粒子数。步骤104：根据所述计算模式和所述计算方法计算辐射场的空气吸收剂量率。参见图1，将计算模式设置为通量转剂量模式，同时对探测器计算和网格法计算进行减方差处理，同时提高两种方法的收敛，实现放射源三维空间辐射场空气吸收剂量率整体分布规律掌握的同时，得到关键点位空气吸收剂量率的精确计算值，提高计算精度，提高计算效率。图2为本专利技术具体实施方式提供的一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法的实施例二的流程图，如图2所示，在计算辐射场的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法，其特征在于，该方法包括：根据核材料贮存场景三维模型数据和放射源数据构建辐射场计算模型；将所述辐射场计算模型的计算模式设置为通量转剂量模式；将计算方法设定为探测器法与网格计算法相结合的组合方式；以及根据所述计算模式和所述计算方法计算辐射场的空气吸收剂量率。

【技术特征摘要】
1.一种大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法，其特征在于，该方法包括：根据核材料贮存场景三维模型数据和放射源数据构建辐射场计算模型；将所述辐射场计算模型的计算模式设置为通量转剂量模式；将计算方法设定为探测器法与网格计算法相结合的组合方式；以及根据所述计算模式和所述计算方法计算辐射场的空气吸收剂量率。2.如权利要求1所述的大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法，其特征在于，根据所述计算模式和所述计算方法计算辐射场的空气吸收剂量率的步骤之后，该方法还包括：读取并显示所述辐射场的空气吸收剂量率。3.如权利要求1所述的大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法，其特征在于，根据所述计算模式和所述计算方法计算辐射场的空气吸收剂量率的步骤，具体包括：将探测器设置在辐射场的关键点位；根据实际应用场景及关注区域对所述辐射场进行网格划分；利用截断减方差对所述辐射场进行空间截断；利用指数变换、强迫碰撞联合法引导粒子输运方向；利用权窗引导粒子向计数单元加速运行；以及计算所述辐射场的空气吸收剂量率。4.如权利要求3所述的大空间深穿透辐射场空气吸收剂量率的计算方法，其特征在于，所述关键点位是根据工作人员活动频率、屏蔽物体设置和放射源距离计算得到的。5.如权利要求3所述的大空间深穿透辐射场空气吸收剂量...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永新，王宋，陈迎锋，王婷，赵培宏，丁雄，李健，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二六零九部队，
类型：发明
国别省市：北京,11