[发明专利]一种基于Geant4的通用安检机射线屏蔽设计方法

权利要求书

1.一种基于Geant4的通用安检机射线屏蔽设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，搭建Geant4平台；

步骤2，在Geant4平台下，创建安检机射线屏蔽项目模块，在射线屏蔽项目模块下创建以下模块：

创建管理模块，用于初始化探测结构类和物理过程类，载入粒子束输入模块，载入命令执行模块并进行可视化管理；

创建初始化模块，用于初始化发射粒子为gamma；

创建命令控制模块，用于定义beamOn命令和mesh网格划分信息过程；其中，beamOn命令定义了发射粒子事件过程；mesh网格划分信息用以提取网格粒子发射事件信息；

创建探测结构模块，用于模拟安检机射线系统，包括：以材料铅和铁构成模拟安检机光路结构中的准直器，以材料铅模拟准直器旁的屏蔽体和通道板，以材料水模拟散射体，创建安检机的X射线粒子发射过程中由靶点发射经过准直器到达探测器的物理位置，创建准直器旁屏蔽体的尺寸和位置信息，创建通道板的尺寸和位置信息，在屏蔽体和通道板后方建立不小于其尺寸的理想吸收体；其中，理想吸收体是指小厚度即可吸收全部的粒子能量的物体；

创建粒子对象模块，用于定义发射粒子的属性信息；

创建物理过程模块，用于定义基于Geant4中的X射线发生撞击的物理过程；

创建物理过程截断模块，用于定义粒子的截断命令和粒子的截断方式；

创建粒子源信息接口模块，用于初始化出射粒子信息和接口；

创建粒子发射动作模块，用于定义输出模拟中每次发射的粒子能量信息；

步骤3，创建管理模块中指定的粒子束输入模块和命令执行模块，其中，粒子束输入模块用于定义粒子束的发射角度，命令执行模块用于执行发射给定数量的X射线粒子并在理想吸收体表面建立网格以捕获X射线粒子的数量，在理想吸收体内部建立网格以收集X射线粒子的能量沉积，执行输出粒子数量和能量沉积文件中程序的命令；

步骤4，创建命令执行模块中指定的粒子信息输入模块，用于定义靶点发射的X射线粒子的性质及出射截面尺寸；

步骤5，通过管理模块组织编译生成屏蔽仿真可执行文件；

步骤6，运行屏蔽仿真可执行文件，获得命令执行模块要求的射线屏蔽结果；

步骤7，根据射线屏蔽结果，调整模拟安检机射线系统中的参数，直至得到满足要求的最终结果。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，步骤2中，编辑探测结构模块中安检机的X射线粒子由靶点发射经过准直器到达探测器的物理位置、准直器旁屏蔽体的尺寸和位置信息、通道板的尺寸和位置信息、理想吸收体的尺寸和位置信息，即可搭建不同安检机屏蔽光路模型。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，步骤2中，编辑改动粒子束输入模块中参数即可改动射线发射角度。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，步骤2中，编辑改动命令执行模块中参数即可改动X射线粒子数量、网格尺寸、位置和可视化结果。

5.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，步骤2中，编辑改动粒子信息输入模块中参数即可改动发射的X射线粒子的性质和出射截面尺寸。

6.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，步骤6中，射线屏蔽结果以列表或散点图形式展示，列表或散点图中示出网格位置及粒子分布密度和/或能量沉积信息。

7.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，初次运行屏蔽仿真可执行文件获得的射线屏蔽结果以粒子分布密度呈现；调整模拟安检机射线系统中的参数后，运行屏蔽仿真可执行文件获得的射线屏蔽结果以能量沉积信息呈现。

8.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，步骤7中，所述模拟安检机射线系统中的参数包括准直器旁屏蔽体的尺寸和位置信息、通道板的尺寸和位置信息。