[发明专利]慢化体设计获取方法、装置、设备和介质

说明书

本公开提供了一种慢化体设计获取方法、装置、设备和介质。其中，该方法包括：通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱；利用遗传目标函数针对出射能谱进行初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序；以及对打分排序后的慢化体设计进行交叉变异以生成目标慢化体种群，其中目标慢化体种群包含多个目标慢化体设计。因此，相对于现有技术慢化体设计过程中的耗时长且缺乏全局遍历性的问题，实现了利用TRM方法的特征矩阵运算代替传统蒙特卡罗模拟的中子输运过程，节约了大量处理时间，同时采用遗传算法与TRM方法相结合，兼顾了运算时间与全局性遍历，能够实现针对BNCT一维平板慢化体以及其他慢中子应用场景下的慢化体设计的获取。

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种慢化体设计获取方法、装置、设备和介质。

背景技术

当前，硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy，简称BNCT)是中子作为医疗领域的热门研究方向之一，主要通过向人体注射含硼药物，使得含硼药物富集在肿瘤细胞内，由于10B具有较高的热中子吸收截面3836b@25.3meV，肿瘤细胞内的10B原子俘获能量较低的热中子，释放出两种高LET的粒子：7Li和α粒子。其中，释放出的7Li和α粒子在细胞内的总射程约为10μm，小于一个细胞的平均尺度，能量几乎全部沉积在肿瘤细胞内，使得周围的健康细胞可以避免由于积累更高硼浓度的肿瘤细胞中发生的中子俘获反应而造成的辐射损伤，从而实现杀死肿瘤细胞却又可以不伤害相邻的健康细胞。实现硼中子俘获治疗的关键因素主要有两个：含硼药物和中子源。其中，为满足BNCT关于中子束流的要求，依据国际原子能组织给出的中子束流标准，且由于核反应直接产生的中子多为能量在MeV量级的快中子，需要使得中子慢化并减速到感兴趣的可应用能区。其中，在中子慢化的过程中，慢化体起到了重要的能谱调制作用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有技术中慢化体设计所存在的问题至少之一，本公开提供了一种慢化体设计获取方法、慢化体设计获取装置、设备和介质。

(二)技术方案

本公开的一个方面提供了一种慢化体设计获取方法，其中，包括：通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱；利用遗传目标函数针对出射能谱进行初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序；以及对打分排序后的慢化体设计进行交叉变异以生成目标慢化体种群，其中目标慢化体种群包含多个目标慢化体设计。

根据本公开的实施例，在通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱之前，还包括：生成初始慢化体种群，初始慢化体种群包含多个不同的初始慢化体设计。

根据本公开的实施例，在通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱中，包括：通过响应矩阵运算获取初始慢化体种群的材料矩阵；针对初始慢化体种群的输入能谱，利用材料矩阵获得出射能谱。

根据本公开的实施例，在利用遗传目标函数针对出射能谱进行初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序中，包括：利用遗传目标函数对每个初始慢化体设计的出射能谱进行打分，以生成对应每个初始慢化体设计的能谱分值；依据能谱分值的大小，对初始慢化体种群的初始慢化体设计进行排序，以生成排序慢化体种群；以及对排序慢化体种群进行排序筛选，以确定保留慢化体种群。

根据本公开的实施例，在对打分排序后的慢化体设计进行交叉变异以生成目标慢化体种群中，包括：利用轮盘赌的方式根据保留慢化体种群的每个慢化体设计的能谱分值确定父代慢化体设计；对父代慢化体设计进行交叉变异处理以生成目标慢化体种群。

根据本公开的实施例，该方法还包括：判断目标慢化体种群与初始慢化体种群中的慢化体设计的数量一致性；根据数量一致性将初始慢化体种群更新为目标慢化体种群。

根据本公开的实施例，该方法还包括：根据数量一致性对目标慢化体种群的慢化体设计进行交叉变异。