点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法及系统，该方法包括：在光源面之前生成光子，在所述光子穿过所述光源面时，将所述光子作为未发生碰撞的光子计入直穿项的贡献；输运所述光子，将基于所述光子得到的发生碰撞后的光子计入散射项的贡献；基于所述直穿项的贡献和所述散射项的贡献进行闪光照相图像的点探测器计数。通过上述方案能够减小基于点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟过程中的散射照射量的误差。

Simulating Method and System of Flash Photographic Image Receiving Device for Point Detector Counting

The invention provides a simulation method and system of a flash photographic image receiving device counted by a point detector. The method includes: generating photons before the light source plane, counting the photons as non-collision photons when they pass through the light source plane, and transporting the photons, counting the collision photons based on the photons into the contribution of the direct penetration term. The contribution of the scattering term; the point detector counting of the flash photographic image is performed based on the contribution of the direct penetration term and the contribution of the scattering term. Through the above scheme, the error of scattering illumination in the simulation process of the flash photography image receiving device based on point detector counting can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法及系统
本专利技术涉及闪光照相
，尤其涉及一种点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法及系统。
技术介绍
闪光照相是一门综合应用技术，涉及加速器物理学、光学、蒙特卡罗数学、图像处理等。所谓高能闪光照相就是利用电子加速器产生的高能电子束经磁透镜聚焦后撞击高Z靶产生的轫致辐射X光作为光源，然后再对客体进行X射线投射照相，利用X射线的强穿透能力使客体成像，研究透射辐射形成的阴影图像来推断客体性质(边界和密度)的技术。闪光照相图像接收装置诊断技术是对客体及其内部结构进行定量测量和物理诊断的检测方法，是诊断客体状态的物理特性和几何结构的有效手段。高质量的闪光照相数值模拟是闪光照相实验必不可少的组成部分。它可以帮助优化实验布局、把握闪光照相实验全过程，分析各种因素如光源、散射、能谱、H－D曲线、非理想照相等对实验结果的影响，正确理解闪光照相实验中所出现的一些问题。图1是闪光照相图像接收装置的结构示意图。如图1所示，闪光照相图像接收装置一般包括电子-韧致辐射靶101(左侧为电子源107，右侧为光子源108)、高密度准直孔102、实验客体容器腔103、实验客体(FTO)104、降散射噪声高密度网栅105与具有精细结构的微米量级薄图像转换屏106。对闪光照相图像接收装置进行高精度数值模拟的关键问题之一是对直穿量和散射量的精确计算。直穿量携带了客体的密度、半径、质量吸收系数等信息，根据直穿量可以反演出客体的几何性质和物理性质。除直穿衰减信号外，实验获得的总照射图像中还包含大量散射噪声。在散直比较小时，扣除散射噪声得到直穿信号实际是进行两个大量相减得到一个小量的问题,散射计算误差会成倍地叠加到密度反演结果之上。闪光照相图像接收装置的散射照射量的精确模拟会直接影响图像接收系统特性曲线的准确性。因此散射照射量的精确模拟十分关键。在闪光照相图像接收装置模拟中，可采用体通量计数近似估计面通量的方法获得经客体衰减后的光子通量分布图像。虽然基于此计数的模拟方法与真实物理过程更为接近：即每个模拟光子等效于实际闪光照相图像接收装置图像接收装置中的光子。但此计数模拟效率很低，因此，实际模拟操作中广泛采用点探测器计数方法。点探测器计数基于指向概率方法思想，也就是在一个碰撞点或原点上的粒子，虽然实际上并不能散射到指定的点探测器计数点上，但对它不再经过碰撞而到该探测点的事件概率可以给出估计，从而可以在每个碰撞点或源点上给出粒子对每个点探测器点通量的贡献。对于任意位置处的粒子，包括源粒子或次级粒子，如果想对处的通量有直接贡献，必须满足两个条件：一是该粒子必须沿着由指向的方向飞行，二是该粒子从飞向的过程中不发生反应。目前，对闪光照相图像接收装置进行数值模拟的主要工具是MCNP(MonteCarloNeutronandPhotoTransportCode，蒙特卡罗中子-光子输运程序)程序。它是粒子输运的通用程序，与其他程序相比，在功能方面、技巧方面、几何能力和取用数据方面有很大提高，被称为“超级蒙特卡罗程序”，支持光子、电子及光子-电子耦合输运模拟，且具有点探测器计数功能。MCNP中的点探测器计数原则是针对通用数值模拟适用的。针对闪光照相图像接收装置进行模拟时，使用现有的MCNP软件计算散射照射分布，首先直接计算得到总照射量和直穿照射量，进一步用总照射量减去直穿照射量可得散射照射量。如果散直比较小，就会存在两个大量相减得到一个小量的问题，散射照射量的误差就会成倍的增加。因此，闪光照相图像接收装置散射照射量的精确模拟成为现有MCNP程序的模拟难点。而且，由于MCNP程序不是开源，很难详细分析导致闪光照相图像接收装置散射量误差的原因，也无法在MCNP基础上进行改进。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法及系统，以减小基于点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟过程中的散射照射量的误差。为了实现上述目的，本专利技术采用以下方案：在本专利技术一实施例中，点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法，包括：在光源面之前生成光子，在所述光子穿过所述光源面时，将所述光子作为未发生碰撞的光子计入直穿项的贡献；输运所述光子，将基于所述光子得到的发生碰撞后的光子计入散射项的贡献；基于所述直穿项的贡献和所述散射项的贡献进行闪光照相图像的点探测器计数。在本专利技术一实施例中，点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法，基于所述直穿项的贡献和所述散射项的贡献进行闪光照相图像的点探测器计数之前，还包括：根据极端前冲性相干散射截面判断发生碰撞后的光子是属于发生极端前冲性相干散射后的光子的情况下，剔除属于发生极端前冲性相干散射后的光子对所述散射项的贡献。在本专利技术一实施例中，点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法，还包括：确定所述散射项的贡献中所涉及的传递参数的计数精度，并根据所述计数精度输出所述点探测器的计数结果。在本专利技术一实施例中，点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟系统，包括：直穿项计数单元，用于在光源面之前生成光子，在所述光子穿过所述光源面时，将所述光子作为未发生碰撞的光子计入直穿项的贡献；散射项计数单元，用于输运所述光子，将基于所述光子得到的发生碰撞后的光子计入散射项的贡献；统计计数单元，用于基于所述直穿项的贡献和所述散射项的贡献进行闪光照相图像的点探测器计数。在本专利技术一实施例中，计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例所述方法的步骤。在本专利技术一实施例中，计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。本专利技术的点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法、点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟系统、计算机设备及计算机可读存储介质，通过在光子穿过光源面时将所述光子作为未发生碰撞的光子计入直穿项的贡献，并将基于所述光子得到的发生碰撞后的光子计入散射项的贡献，实现了对直穿项和散射项的分别计数，以此能够避免用总照射量减去直穿照射量得到散射照射量而易导致散射照射量的误差成倍的增加的问题。进一步，能够解决前冲相干散射引起的散射伪收敛问题，能够区分散射贡献，能够解决由于参数传递过程中有效数字不足而导致散射计算出现的奇异性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是闪光照相图像接收装置的结构示意图；图2是本专利技术一实施例的点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法的流程示意图；图3是本专利技术一实施例中将基于光子得到的发生碰撞后的光子计入散射项的贡献的方法流程示意图；图4是本专利技术一实施例中将光子在死亡之前发生的各次碰撞计入散射项的贡献的方法流程示意图；图5是本专利技术另一实施例中将光子在死亡之前发生的各次碰撞计入散射项的贡献的方法流程示意图；图6是本专利技术另一实施例中在光源面之前生成光子后在光子穿过所述光源面时将光子计入直穿项的贡献的方法流程示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法，其特征在于，包括：在光源面之前生成光子，在所述光子穿过所述光源面时，将所述光子作为未发生碰撞的光子计入直穿项的贡献；输运所述光子，将基于所述光子得到的发生碰撞后的光子计入散射项的贡献；基于所述直穿项的贡献和所述散射项的贡献进行闪光照相图像的点探测器计数。

【技术特征摘要】
1.一种点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法，其特征在于，包括：在光源面之前生成光子，在所述光子穿过所述光源面时，将所述光子作为未发生碰撞的光子计入直穿项的贡献；输运所述光子，将基于所述光子得到的发生碰撞后的光子计入散射项的贡献；基于所述直穿项的贡献和所述散射项的贡献进行闪光照相图像的点探测器计数。2.如权利要求1所述的点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法，其特征在于，输运所述光子，将基于所述光子得到的发生碰撞后的光子计入散射项的贡献，包括：输运所述光子，将所述光子在死亡之前发生的各次碰撞计入散射项的贡献；将基于所述光子产生的次级光子计入所述散射项的贡献；输运所述次级光子，并将所述次级光子在死亡之前发生的各次碰撞计入所述散射项的贡献。3.如权利要求2所述的点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法，其特征在于，输运所述光子，将所述光子在死亡之前发生的各次碰撞计入散射项的贡献，包括：输运所述光子，将所述光子发生的第一次碰撞计入一次散射的贡献，并基于光子碰撞次数初始值累加记录得到所述光子发生一次碰撞的次数，所述散射项的贡献包括所述一次散射的贡献。4.如权利要求3所述的点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法，其特征在于，输运所述光子，将所述光子在死亡之前发生的各次碰撞计入散射项的贡献，还包括：输运发生所述第一次碰撞后的所述光子，根据所述光子发生一次碰撞的次数将所述光子发生的第二次碰撞计入二次散射的贡献，并基于所述光子发生一次碰撞的次数累加记录得到所述光子发生二次碰撞的次数，所述散射项的贡献包括所述二次散射的贡献。5.如权利要求4所述的点探测器计数的闪光照相图像接收装置的模拟方法，其特征在于，输运所述光子，将所述光子在死亡之前发生的各次碰撞计入散射项的贡献，还包括：输运发生所述第二次碰撞后的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲玉，李瑞，李刚，贾清刚，邓力，许海波，付元光，张宝印，马彦，秦桂明，
申请(专利权)人：北京应用物理与计算数学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11