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一种点核积分法与蒙特卡罗措施耦关的辐射樊篱谋划措施与流程发布日期:2022-09-26 11:47:56     

来源:名博体育app

  本发觉涉及核辐射防护工夫范畴,全部涉及一种点核积分法与蒙特卡罗门径耦合的辐射障蔽盘算门径。

  辐射障蔽盘算是通过辐射障蔽盘算标准对涉核装配举办粒子输运模仿,以得回涉核装配正在障蔽区域的中子、γ射线的能谱和通量密度,评估障蔽区域的职员及筑筑所受的辐射剂量,保险其辐射和平。

  点核积分法是一种格林函数积分门径,盘算中子、γ射线正在几何空间中的穿透行动,正在辐射障蔽区域盘算积分方程以获得闭切区域的能谱和中子通量密度,对付无法求解的繁复区域,可通过对辐射源举办空间离散使其成为点源的方法举办求解。该门径的便宜是盘算速率疾,适宜盘算和处由来各品种型的基础体组成的繁复几何空间辐射障蔽题目,是辐射障蔽安排的基础门径之一;瑕疵是求解流程须要多量的体味参数,统一题目或许因分歧的安排者的分歧理会而获得分歧的结果。

  确定论门径是一种数值解析门径,将求解题目成立为含多组数学物理方程的数学模子,行使解析门径获得近似解。确定论门径的便宜是求解速率疾,瑕疵是无法经管繁复几何模子。

  蒙特卡罗法是一种以概率与统计的表面门径为底子的盘算门径,将所需求解的题目与某个概率模子相闭正在一道,正在盘算机进步行随机模仿,以得回题方针近似解。蒙特卡罗门径的便宜是盘算结果无误,帮帮繁复资料、繁复几何的无误筑模,目前已有多量的辅帮筑模器械可完毕蒙特卡罗盘算模子的三维可视化筑模,其随机抽样的模仿流程加倍适当粒子实践输运流程特色,是目前国际原子能委员会确认的最好辐射和平盘算门径;该门径的瑕疵是模仿速率慢,要到达统计差错幼的盘算结果须要花费多量的时辰,正在举办迭代安排时安排效果低。

  守旧辐射障蔽盘算门径平淡为简单门径,而辐射障蔽安排大一面境况下均是再三迭代的流程,这就导致了每种门径都有必然的局部性。点核积分法依赖于安排体味,盘算结果的准确性无法举办验证;蒙特卡罗门径盘算结果无误,但迭代盘算流程需花费多量的机时,安排效果低。

  本发觉的方针正在于造胜守旧辐射障蔽盘算门径正在盘算准确性和盘算效果上的亏折,供应了一种点核积分法与蒙特卡罗门径耦合的的辐射障蔽盘算门径,正在举办迭代盘算时评估盘算准确性并进步盘算效果。

  个中,点核积分子模子由若干个区域构成,每个区域由一种平均资料构成,用户需给出每个区域尺寸厚度、所用资料(包蕴密度、元素构成及质地比例等新闻),并给出需迭代盘算的可变参数,可变参数搜罗某个或某几个区域的尺寸厚度和所用资料等。

  式中:代表该体源或面源正在名望的等效点源总源强,j代表离散点源数,J代表离散点总数,代表离散点正在名望的等效点源源强,代表离散点的权重因子。

  式中:i代表点核积分子模子的第i个区域,N代表子模子的区域总数,代表离散点的等效点源到障蔽区域的间隔,μi(E)代表i区域所用资料的线)若源项为点源或源项尺寸相对付几何模子可视为点源,转至方法(6);若源项为体源或面源,转至方法(5)。

  式中:x代表用均匀自正在程举办权衡的源到障蔽区域的间隔,b代表单元均匀自正在程的蕴蓄堆集因子,K代表倍增因子,可用下式盘算:

  式中:a,c,d,Xk为拟合参数,为依赖于资料和源强能量E的固定参数。模范资料的拟合参数可参考文件[1]获得,非模范资料可依据资料特色参考模范资料参数获得。

  式中:D代表障蔽区域的剂量率,Djk代表能量为Ek的点源j对障蔽区域功勋的剂量率;

  式中:Cjk代表能量为Ek的点源j的通量-剂量转换因子,为仅依赖于源强能量E的固定参数;

  (7)滥觞迭代盘算,依据用户供应的可变参数,变更方法(1)、方法(2)的几何条款和源项条款。

  (9)多次反复方法(7)、方法(8);将盘算所得的悉数几何新闻和剂量率/通量结果举办对照,以便用户筛选获得知足需求的最优模子。

  (12)对照蒙特卡罗子模子与点核积分子模子的盘算结果,若两者差错幼于10%,选用个中一种子模子盘算结果;两者差错大于10%,检讨、对照两个子模子的分别,反复方法(6)和方法(11)。

  正在上述工夫计划中,方法(9)的反复次数可按如下盘算:用户供应的可变参数搜罗L个区域、M种资料、N个尺寸,则反复次数为L×M×N次。

  正在上述工夫计划中,方法(10)中的蒙特卡罗子模子可借帮于辅帮筑模器械获得。

  本发觉点核积分法与蒙特卡罗门径耦合的的辐射障蔽盘算门径,可正在举办迭代盘算时评估盘算准确性,进步盘算精度,并能得回较高的盘算效果。

  Bq的60Co源,正在其轮廓包裹总厚度不堪过5cm的铁+铅障蔽资料,正在知足轮廓剂量率低于5μSv/h。

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