[发明专利]一种基于变权重离散的γ剂量率计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于变权重离散的γ剂量率计算方法及系统，方法包括：S1、以体源或面源的几何中心为原点，分别建立X、Y、Z坐标轴；S2、根据待计算点到各坐标轴的距离和体源或面源在各坐标轴方向上的最大尺寸设置离散权重参数；S3、将体源或面源离散为若干点源；S4、计算每个点源的γ剂量率贡献；S5、将每个点源的γ剂量率贡献进行累积，得到体源或面源在待计算点处的γ剂量率；S6、将每个体源和每个面源在待计算点处的γ剂量率进行累积，得到待计算点的最终γ剂量率。本发明所提供的方法及系统，根据点到源之间距离不同，采用不同的权重，使得体源和面源相应的离散数目不同，不仅保证了γ外照射剂量率计算的精度，还能够大大提高计算的效率。

技术领域

本发明涉及辐射防护技术领域，具体涉及一种基于变权重离散的γ剂量率计算方法及系统。

背景技术

点核积分方法是计算γ外照射剂量的常用方法，被广泛应用在屏蔽计算和外照射剂量计算中，与蒙特卡罗方法相比，它不仅不受空间尺寸和屏蔽体厚度的限制，而且机时量小，具有较快的计算速度，缺点在于该方法不能对粒子散射问题进行准确的考虑，需要引入累积因子对粒子散射进行修正，计算结果往往偏于保守。

该方法以各向同性点源的计算为基础，对于体源或者面源采用离散的方法，转化为若干个各向同性点源，将每个点源的计算结果进行累加，从而得到整个体源或者面源的计算结果。将体源或者面源离散成点源的数目，不仅与计算结果的精度有关，还与所需的计算时间相关。一方面目前传统的点核积分算法没有对计算效率进行优化，计算速度已然不能满足当前的需求，另一方面随着点核积分方法在γ辐射场计算中的优势显现，同时随着辐射场可视化显示的需要，需要计算的代表三维辐射场的点阵数量越来越庞大，这对计算的速度提出了严峻的挑战。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于变权重离散的γ剂量率计算方法及系统，根据计算点到源之间的距离不同，采用不同的权重对体源或面源进行离散，保证计算精度的前提下提高γ辐射场计算的效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于变权重离散的γ剂量率计算方法，包括：

S1、在一体源或一面源内部建立局部坐标系，以所述体源或所述面源的几何中心为原点，分别建立X、Y、Z坐标轴；

S2、计算一待计算点到各坐标轴的距离，根据所述待计算点到各坐标轴的距离和所述体源或所述面源在各坐标轴方向上的最大尺寸设置离散权重参数；

S3、根据所述待计算点到各坐标轴的距离、所述最大尺寸以及所述离散权重参数，将所述体源或所述面源离散为若干点源；

S4、根据每个点源到所述待计算点的距离计算每个点源的γ剂量率贡献；

S5、将每个点源的γ剂量率贡献进行累积，得到所述体源或所述面源在所述待计算点处的γ剂量率；

S6、将每个体源和每个面源在所述待计算点处的γ剂量率进行累积，得到所述待计算点的最终γ剂量率。

进一步，如上所述的一种基于变权重离散的γ剂量率计算方法，步骤S3包括：

S31、根据所述待计算点到各坐标轴的距离、所述最大尺寸和所述离散权重参数，计算得到所述待计算点在各坐标轴方向上的离散数；

S32、从预设的各坐标轴方向上的最大离散数和计算得到所述待计算点在各坐标轴方向上的离散数中取较小者，作为所述待计算点在各坐标轴方向上的最终离散数；

S33、将所述体源或所述面源离散为若干点源，点源个数为所述待计算点在各坐标轴方向上的最终离散数的乘积。

进一步，如上所述的一种基于变权重离散的γ剂量率计算方法，步骤S31具体包括：