[发明专利]一种基于多层源网格的复杂辐射场反演系统和方法

说明书

本发明涉及复杂辐射场反演技术领域，尤其涉及一种基于多层源网格的复杂辐射场反演系统和方法，系统中，多层源网格划分子系统用于对待反演的已知位置和形状的复杂源项进行多层离散近似，探测器分区布置子系统用于：按照不同方式，对放射源、对所有的粗网格体源以及所有的细网格体源分别设置探测器，以进行探测；源项反演子系统用于根据放射源、所有的粗网格体源、所有的细网格体源，以及第一测量值、第二测量值和第三测量值，对复杂源项的源强分布进行反演；辐射场计算子系统用于计算反演后的复杂源项的辐射场分布。克服了传统反演中无法对复杂源进行反演的技术难题，能够对复杂源分布下的辐射场进行快速精确反演。

技术领域

本发明涉及复杂辐射场反演技术领域，尤其涉及一种基于多层源网格的复杂辐射场反演系统和方法。

背景技术

在核电站的屏蔽设计中，核电站设备众多且布置复杂，核电站内剂量场分布同样复杂多变。为了进行精细、全面、准确的核电站辐射防护设计，需对核电站内剂量场分布进行精细计算。

在核设施检修、退役期间，作业方案剂量评估是实现现场剂量降低目的的重要手段。建立作业区域的辐射场可以通过软件的方式提前对作业过程进行模拟，给出作业剂量信息，并优化作业方案，进一步有效地降低作业人员的受照剂量。因此，开展辐射场快速计算研究，可以为辐射防护最优化提供先进的、更具操作性的技术支持手段，较大幅度提升核设施现场辐射防护的安全水平。反演方法是辐射场快速计算的重要手段。

反演方法通过堆外探测器的读数反演得到堆内真实的源项分布，并通过输运计算得到源项对辐射场空间剂量值的贡献函数，源项分布与贡献函数相乘得到辐射场分布。源项信息作为输入量，是计算的前提。传统的反演方法中将堆内放射源等效为均匀分布的体源或点源。而实际情况下，反应堆内部件组成复杂，放射源分布复杂不均匀。以堆芯冷却剂活化源项¹⁶N为例，压水堆中冷却剂流速较快，¹⁶N源项在主冷却剂系统分布相对均匀，而高温堆中设计流速较低，¹⁶N在主冷却剂系统中不同区域的分布具有较大的不均匀性，活度相差可达2个量级。这种情况下，目前的源项反演方法中将源项等效为均匀分布再进行反演的做法，将带来较大的误差，进而无法提供精确可靠的辐射场分布数据，特别是在距离源项较近的位置处，与真实值偏差显著无法忽略。

因此，有必要发展一种辐射场反演方法，可以得到真实负的非均匀分布的放射源，构建可靠的辐射场分布。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种基于多层源网格的复杂辐射场反演系统和方法。

本发明的一种基于多层源网格的复杂辐射场反演系统的技术方案如下：

所述多层源网格划分子系统用于：对待反演的已知位置和形状的复杂源项进行多层离散近似，得到放射源、以及对放射源进行划分所得到的多个粗网格体源，以及对每个粗网格体源划分所得到的多个细网格体源，其中，所述放射源、每个粗网格体源和每个细网格体源内的源强均匀分布；

所述探测器分区布置子系统用于：按照不同方式，对放射源、对所有的粗网格体源以及所有的细网格体源分别设置探测器，以探测得到所述放射源对应的第一测量值、所有粗网格体源对应的第二测量值，以及所有细网格体源对应的第三测量值；

所述源项反演子系统用于：根据所述放射源、所有的粗网格体源、所有的细网格体源，以及所述第一测量值、所述第二测量值和所述第三测量值，对所述复杂源项的源强分布进行反演；

所述辐射场计算子系统用于：计算反演后的复杂源项的辐射场分布。

本发明的一种基于多层源网格的复杂辐射场反演系统的有益效果如下：

克服了传统反演中无法对复杂源进行反演的技术难题，能够对复杂源分布下的辐射场进行快速精确反演，具有重要的科学研究与工程应用价值。