[发明专利]一种点核积分法与蒙特卡罗方法耦合的辐射屏蔽计算方法

权利要求书

1.一种点核积分法与蒙特卡罗方法耦合的辐射屏蔽计算方法，其特征在于该方法包含以下步骤：

(1)建立点核积分子模型的几何部分；

其中，点核积分子模型由若干个区域组成，每个区域由一种均匀材料组成，用户需给出每个区域的尺寸厚度、所用材料，并给出需迭代计算的可变参数；

(2)建立点核积分子模型的源项部分，并对体源或面源进行离散处理；

其中，点核积分子模型的源项部分由用户给出；

对于体源或面源，利用以下公式进行空间离散：

式中：代表该体源或面源在位置的等效点源总源强，j代表离散点源数，J代表离散点总数，代表离散点在位置的等效点源源强，代表离散点的权重因子；

(3)求解源项在点核积分子模型中的衰减；

利用以下公式求解源项在点核积分子模型材料中的衰减作用：

式中：i代表点核积分子模型的第i个区域，I代表子模型的区域总数，代表离散点的等效点源到屏蔽区域的距离，μ_i(E)代表i区域所用材料的线性衰减系数；

(4)若源项为点源或源项尺寸相对于几何模型可视为点源，转至步骤(6)；若源项为体源或面源，转至步骤(5)；

(5)求解宽束积累因子；

利用以下公式求解宽束积累因子：

式中：x代表用平均自由程进行衡量的源到屏蔽区域的距离，b代表单位平均自由程的积累因子，Z代表倍增因子，可用下式计算：

式中：a,c,d,X_z为拟合参数，为依赖于材料和源强能量E的固定参数；

(6)求解点核积分方程，得到屏蔽区域剂量率或通量密度；

利用下式求解点核积分方程：

式中：D代表屏蔽区域的剂量率，D_jk代表能量为E_k的点源j对屏蔽区域贡献的剂量率；

式中：C_jk代表能量为E_k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；

若仅需求解通量密度不需进行通量-剂量转换，计算公式变成：

通过上面两式可直接求得能量E_k在屏蔽区域的通量密度；

(7)开始迭代计算，根据用户提供的可变参数，改变步骤(1)、步骤(2)的几何条件和源项条件；

(8)重复步骤(3)～步骤(6)；

(9)多次重复步骤(7)、步骤(8)；将计算所得的所有几何信息和剂量率/通量结果进行比较，供用户筛选得到满足需求的最优模型；

(10)根据最优模型建立蒙特卡罗子模型；

(11)使用蒙特卡罗计算程序求解蒙特卡罗子模型；

(12)比较蒙特卡罗子模型与点核积分子模型的计算结果，若两者误差小于10％，选用其中一种子模型计算结果；两者误差大于10％，检查、比较两个子模型的差异，重复步骤(6)和步骤(11)。

2.根据权利要求1所述的点核积分法与蒙特卡罗方法耦合的辐射屏蔽计算方法，其特征在于：步骤(9)的重复次数可按如下计算：用户提供的可变参数包括L个区域、M种材料、N个尺寸，则重复次数为L×M×N次。

3.根据权利要求1所述的点核积分法与蒙特卡罗方法耦合的辐射屏蔽计算方法，其特征在于：步骤(10)中的蒙特卡罗子模型可借助于辅助建模工具得到。