随机磁场中磁扩散常数和Kolmogorov熵计算

对随机场区的磁场给以统计学描述,提出一个决定系统运动的哈密顿量和一个描述平衡磁力线几率分布的分布函数,然后逐次解刘维方程得到扰动公布函数。利用分布函数,计算磁扩散常数和KOLMOGOROV熵。数值结果指出,用这种方法得到的扩散常数和熵与直接动力学计算得到的非常符合。     

围板和反射层的等效均匀化常数的计算

应用Ｓｍｉｔｈ的一般等效均匀化理论推导了围板和反射层的等效均匀化常数的计算公式，并编制了计算软件。利用该软件计算了Ｚｉｏｎ－１ｃｏｒｅ及秦山压水堆的图板、反射层等效均匀化常数，并将它们应用到堆芯扩散计算中。数值结果表明，这样计算的图板和反射层的等效均匀化常数能很好地改善堆芯功率分布的计算精度，尤其是堆芯周围组件的功率分布。     

中子扩散方程有限元分析及核反应堆燃料管理

研究了核反应堆运行过程和燃料管理的数学描述,在时间半离散化后的每一个时间步长上,由椭圆型偏微分方程本征值问题来控制反应性,并得到了堆内中子通量分布、功率分布和核燃料辐照值分布,作为数学物理反问题。对调节临界和换料进行数学描述,并将这一全过程的数学描述,进行计算机数值模拟。在运用有限元方法求解中子扩散方程的本征值问题中,给出了一个加速收敛迭代方法,使有效增殖系数的计算时间与差分方法相比大为减少,与国际上同类问题有限元算法比较,速度也快得多。     

质子剂量的解析计算

计算了质子束垂直入射于水中的剂量分布,首先给出宽束入射时的剂量深度曲线。然后以－高斯函数描述多重散射作用,得到了三维剂量分布的积分公式。最后给出了入射粒子束为均匀圆柱时剂量分布离轴比的级数表达式。结果表明,给出的部分计算结果与ＰＴＲＡＮ的结果和实验结果符合较好。     

125I-103Pd复合近距离治疗源剂量参数的蒙特卡罗确定

根据AAPM TG43U1推荐的种子源剂量参数计算公式,得到125I-103Pd复合种子源剂量参数计算公式,并且推广到n种放射性核素复合种子源剂量参数计算公式。使用蒙特卡罗方法计算125I-103Pd复合种子源的剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数的数值,对径向剂量函数和各向异性函数进行拟合,得到经验公式。使用单一源125I的参数计算结果和相关数据进行了比较。得到单一源125I的剂量率常数为0.959(cGy.h–1.U–1),与AAPM TG43U1中一种相类似的种子源6711(AH)的推荐值相差0.6093%。     

非相干光点扩散函数的重建及其在同步辐射成像系统中的应用

由于X射线间接成像系统的点扩散函数难以通过实验精确测量,理论构建过程复杂,难以满足实际情况,导致图像质量不高。为了获得X射线间接成像系统的点扩散函数,提出了一种利用冗余信息重构点扩散函数的方法,从而在非相干光照下获得更精确的系统点扩散函数。根据同步辐射成像实验的结果比较,该方法比其他点扩散函数测量方法更能准确地恢复图像。该方法的核心是利用非相干光信息分布的非定域性重建了点扩散函数中央区域。冗余信息法重构的点扩散函数不仅能够精确恢复图像,而且构建过程相对简单,避免了大量复杂的计算。     

压水堆各向异性散射的输运修正方法研究

压水堆燃料组件中子输运计算为堆芯扩散计算提供均匀化群常数,所以如何在考虑中子各向异性散射的情况下得到堆芯扩散计算所需的少群均匀化参数是值得研究的。本文推导了中子输运修正计算方法的理论模型,介绍了Inflow输运修正计算方法的数值求解过程,在Bamboo-Lattice程序中进行了程序实现,并采用基准题算例对各种输运修正计算方法进行了对比分析。结果表明:各种输运修正计算方法中,Inflow输运修正方法在保证计算效率的前提下能得到更高的计算精度。     

中子照相图像分辨率计算方法

中子照相技术属无损检测技术中的一种,通过中子透射成像获取物体内部的结构、缺陷等信息,已广泛应用于基础研究和工业应用。中子照相图像的分辨率是评价中子照相设备性能好坏最重要的参数之一。描述和计算分辨率的方法主要有点分布函数、线分布函数、刀口分布函数以及调制解调函数等。本文从基本原理出发,详细说明了各函数的物理概念和数学推导,并对各计算方法的优缺点进行了分析比较。     

强磁场作用下液态锂在矩形通道中的流动研究

对高速液态金属锂在强磁场作用下沿着非扩散矩形型通道的流动进行了分析研究 ,通过解析分析 ,推导得到了控制电场和流场的由泊松 (Poisson)方程和亥姆霍兹 (Helmholtz)方程组成的方程组 ,并且编制了求解该方程组的程序 PHsolver;根据边界的壁面函数处理 ,用PHsolver求解得到了强磁场作用下在非扩散型矩形通道中电流密度场的分布和流场的分布 ,其中流速分布呈现为马鞍型分布。     

射线半影编码孔点扩散函数锐度展宽模拟评估

阐述了射线半影编码成像系统点扩散函数锐度展宽与一般系统点扩散函数半高宽的区别与联系,确立了半影编码成像系统锐度展宽概念,建立了半影编码孔成像系统蒙特卡罗模型。计算获得了0.662、1.25、2.45、5.0、10.0、14.06MeV等一系列能量点的γ射线与中子在半影编码成像系统点扩散函数,并按照定义算出γ射线与中子各能量系统点扩散函数的锐度展宽;得到γ射线和中子能量与半影编码成像系统锐度展宽函数关系,分析了半影编码成像系统点扩散函数锐度展宽的原因,为今后编码孔设计的改进提供理论依据。     

用蒙特卡罗方法确定81-02型198Au短程治疗源剂量计算参数

针对81-02型¹⁹⁸Au短程治疗源的临床应用，用蒙特卡罗方法计算了在一半径为30cm的理论球体模型中，AAPMTG43U1所推荐剂量计算参数的数值，包括剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数。所得单个81-02型¹⁹⁸Au短程治疗源的剂量率常数为1.113 cGy·h^-1·U^-1，与Dauffy等的理论计算值和TLD实测值分别相差0.18%和1.62％。在源中垂轴0.1～10.0cm距离范围内计算径向剂量函数的数值，在角度0°～90°（10°间隔）、距离0.5～9.0cm（1cm间隔）范围内计算各向异性函数的数值，最后对径向剂量函数和各向异性函数进行拟合，得到实用性较强的经验公式。     

湍流模型对安全壳内氢气浓度场模拟的影响

利用计算流体力学程序FLUENT和GASFLOW研究了不同湍流模型下，氢气在安全壳内的传输与混合过程。计算结果表明：RNG k-ε模型能够得到较合理的结果，它能够较好的模拟氢气的质量扩散，动量扩散和湍流特征；FLUENT标准k-ε模型、标准k-ε模型和GASFLOW中k-ε模型能够在氢气浓度场分布上得到与RNGk-ε模型基本一致的结果，但由湍流导致的各种流动参数的波动不能在前三个模型中得到满意的模拟；GASFLOW中代数模型没能较好的模拟氢气的质量扩散和动量扩散，氢气的浓度场分布与其他模型的计算结果存在较大的差别。因此，选择合适的湍流模型，对于研究严重事故下安全壳内的氢气分布有重要的意义。     

压水堆堆芯燃料装载格式的自动优化-MSOFFL程序

利用优化方法寻找压水堆最优的燃料装载格式,优化的目标函数为堆芯的功率峰因子,用物理原则指导下的直接搜索法寻找优化解。通过堆芯内燃料组件互换来搜索功率峰因子最小的燃料装载格式。搜索分两段进行:第一阶段是布置堆芯内部的新组件,以得到具有较小功率峰因子的合理装载格式;第二阶段是在上述合理装载格式基础上,布置堆芯内有燃耗的组件,以进一步降低堆芯的功率峰因子,得到优化装载格式。在优化过程中,可分别采用或随意组合采用3/2群粗网扩散理论和两群节块格林函数扩散理论计算每次换料后的反应堆两维功率分布及其它反应堆状态量,不仅保证了结果的准确性,而且可以节省CPU时间。除上述优化计算外,还能作燃耗、调临界硼浓度等计算。计算程序是采用FORTRAN-Ⅳ算法语言编制。     

衰变和吸附对放射性核素在花岗岩

为了获取关键核素在北山花岗岩中的有效扩散系数,依据125I-在甘肃北山深部花岗岩中的一维扩散曲线,用参数拟合方法得到了125I-在北山花岗岩中的有效扩散系数,并依据扩散方程讨论了衰变和吸附对扩散曲线的影响.研究结果表明,衰变常量和吸附速率常数对一维扩散曲线的影响各不相同,衰变常量的大小影响扩散曲线的形状,吸附速率常数的大小则影响扩散曲线的走势,不同核素的扩散曲线可有很大的差别.     

21 Skyrme能量密度泛涵方法在近垒熔合反应中的应用

基于Skyrme能量密度泛涵以及半经典的扩展的Thomas—Fermi（展开到h的二阶项）近似，通过约束的密度变分方法研究了核的基态性质，并将该方法推广到近垒熔合反应的研究中。利用这一方法得到的原子核的质子、中子密度分布，采用相同的Skyrme能量密度泛涵，计算了一系列核的熔合势垒。进一步地，基于得到的熔合势垒，假设位垒分布函数由两个高斯函数组成，从而给出一个参数化的位垒分布函数用于计算熔合截面。     

流动沸腾汽泡脱离直径尺寸分布研究

沸腾是一个复杂的换热过程，大量实验表明，不同核化点的脱离直径存在区别，即使在同一工况下，同一核化点产生的汽泡脱离直径也会大小不一，因此汽泡尺寸分布不可忽略。尽管目前已有较多用于汽泡平均尺寸的计算关系式，但对于尺寸分布的研究仍较少。因此，本文针对流动沸腾下汽泡脱离直径的尺寸分布进行研究，对比常用的伽马函数和正态分布函数描述这一分布时的准确度，确定概率函数后，再对概率密度函数中两个重要的参数均值和标准差进行分析，最后得到一套预测不同工况下汽泡尺寸分布的关系式，该关系式准确度较高，并考虑了壁面过热度、质量流速等因素的影响。     

近距离放射治疗剂量计算固体水模型的设计与实现

讨论了新型近距离放射治疗粒子源125I和103Pd的使用,并以美国医学物理学家协会推荐的近距离放射治疗剂量计算草案为依据,利用蒙特卡罗程序MCNP4C模拟国际近距离放射治疗公司(IBt)生产的新型粒子125I源在固体水模型中的剂量计算几何模型;MCNP4C模拟得到的几何水模型可对AAPM工作组43号报道推荐的剂量测定参量如剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数进行精确计算;近距放射治疗源的剂量学特征就可以通过计算这些剂量测定参量得到.     

^125I短程治疗源剂量计算参数的蒙特卡罗确定

依据AAPM TG43U1推荐的剂量计算公式,针对6711型(3M)~(125)Ⅰ短程治疗源,用蒙特卡罗方法计算剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数的数值,并与已发表的相关数据进行了比较。其中,剂量率常数为0．986 cGy·h~1·U~1,与TG43U1给出值相差2．31％；径向剂量函数数值与TG43和TG43U1的均符合较好；随着角度和距离的增加,各向异性函数数值与TG43和TG43U1之间的符合程度趋佳。对径向剂量函数和各向异性函数进行拟合,得到实用性较强的经验公式。     

模型3500碘-125植入治疗粒子源的剂量学特征

本文主要是对植入科学公司生产的模型3500碘-125植入治疗粒子源的一系列剂量学特征的研究。粒子源的各个剂量学参量通过使用蒙特卡罗方法计算得到。计算模型材料采用了两种等效水：固体水和液态水。粒子源的剂量学参量如剂量率常数、径向剂量函数和各项异性函数等的确定依照美国医学物理学家协会（American Association of Physicists in Medicine AAPM）第43次工作报告。蒙特卡罗模拟得到液态水的剂量率为0．997cGyh^-1U^-1,固态水的为1．027cGyh^-1U^-1。与前同类研究比较,本次研究的剂量率常数与同类研究所报道的数据较为一致。     

冷中子荧光屏光输出图像仿真计算

冷中子照相是一种新型的中子照相技术,国内对冷中子照相技术的研究尚处于起步阶段。冷中子荧光屏是冷中子照相的关键组件,对冷中子荧光屏的仿真方法进行了研究,分析了冷中子与荧光屏的作用机制,建立了仿真计算模型,得到了荧光屏的点扩散函数(PSF),最终实现了设定样品下荧光屏输出光强分布图像的仿真计算。