[发明专利]改进概率密度分布抽样的蒙卡粒子输运模拟的装置及方法

说明书

本发明提供一种改进概率密度分布抽样的蒙卡粒子输运模拟的装置及方法，具体为：导入待分析环境的粒子输运数据；确定所述粒子输运数据的概率密度分布类型，并根据概率密度分布类型对所述粒子输运数据进行预处理；基于权重的别名采样算法优化蒙特卡罗粒子输运算法，通过优化后的蒙特卡罗粒子输运算法计算预处理后的粒子输运数据，得到环境的辐射场计算结果。能够根据不同的粒子输运数据的概率密度分布类型进行预处理，以基于权重的别名采样算法优化蒙特卡罗粒子输运算法，可大幅降低概率密度分布抽样的时间复杂度，提高蒙特卡罗粒子输运计算的效率，快速得到待分析环境的辐射场计算结果。

技术领域

本发明主要涉及辐射剂量计算技术领域，具体涉及一种改进概率密度分布抽样的蒙卡粒子输运模拟的装置及方法。

背景技术

目前，粒子辐射技术已经成为人类改造世界的强大手段，帮助提高我们的生产效率和生活品质，这离不开蒙特卡罗方法及其相关软件的有力支持。在核医学中，使用γ射线、电子、中子、质子、重离子等治疗肿瘤，其中蒙特卡罗粒子输运方法用于精准计算与反演校核人体复杂形状下的辐射剂量；在无损检测中，利用γ射线、中子等透射获取物体内部结构、加工缺陷、厚度等，其中蒙特卡罗粒子(即蒙卡粒子)输运计算方法用于高效分析粒子与不同物质的反应模式、强度衰减等；在辐照加工领域，利用粒子辐射绝缘套等材料，利用中子制造放射性核，利用射线诱发基因突变、控制发芽成熟时间，利用辐照降解有机废物、处理污水等，其中蒙特卡罗粒子输运计算方法用于设计不同粒子所需的辐射强度、持续时间等；在安全环保领域，通过辐照消除静电，防止火灾或爆炸事故，利用辐射防治害虫，治理环境污染等，其中，蒙特卡罗粒子输运方法用于快速计算不同类型辐照的剂量等要求。

但同时，蒙特卡罗粒子输运计算也存在收敛速度慢、难以处理辐射屏蔽深穿透等问题。因此，提升蒙特卡罗粒子输运计算的效率具有重要意义。

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，提供一种改进概率密度分布抽样的蒙卡粒子输运模拟的装置及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种改进概率密度分布抽样的蒙卡粒子输运模拟的装置，包括：

导入模块，用于导入待分析环境的粒子输运数据；

数据预处理模块，用于确定所述粒子输运数据的概率密度分布类型，并根据概率密度分布类型对所述粒子输运数据进行预处理；

抽样模块，用于基于权重的别名采样算法优化蒙特卡罗粒子输运算法，通过优化后的蒙特卡罗粒子输运算法计算预处理后的粒子输运数据，得到待分析环境的辐射场计算结果。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种一种改进概率密度分布抽样的蒙卡粒子输运模拟的方法，包括如下步骤：

导入待分析环境的粒子输运数据；

确定所述粒子输运数据的概率密度分布类型，并根据概率密度分布类型对所述粒子输运数据进行预处理；

基于权重的别名采样算法对蒙特卡罗粒子输运算法进行优化，通过优化后的蒙特卡罗粒子输运算法计算预处理后的粒子输运数据，得到待分析环境的辐射场计算结果。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种一种改进概率密度分布抽样的蒙卡粒子输运模拟的装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的一种改进概率密度分布抽样的蒙卡粒子输运模拟的方法。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的改进概率密度分布抽样的蒙卡粒子输运模拟的方法。