EGSWIN在邮件辐照灭菌系统屏蔽计算中的应用

对应用Monte Carlo(蒙特卡罗)方法计算电子束邮件辐照灭菌系统的屏蔽问题进行了研究。采用清华大学工程物理系蒙特卡罗中心开发的EGSWIN系统，对电子束源项进行了计算，得到电子束打铝板所产生韧致辐射的能谱、方向和强度，从而给出等效光子源。通过验证和比较，说明了EGSWIN在源项计算中的准确性和高效性。     

EGSWIN的验证计算与比较

为了验证EGSWIN系统计算的准确性,针对Crannell的实验模型,使用EGSWIN和EGS4分别进行了计算,并将计算结果与实验数据加以比较。设置不同的ESTEPE参数,研究了EGSWIN的计算结果对该参数的相关性。     

蒙特卡罗法模拟γ谱仪无源效率刻度

介绍了蒙特卡罗模拟和分析计算相结合对γ谱仪进行无源效率刻度的方法。针对点源情况下不同探测器厚度、半径及源探距等几何条件,以及不同面源半径的面源,以蒙特卡罗模拟获得γ谱仪无源效率刻度效率数据作为基准,结合插值法和积分计算,从而实现无源效率刻度。并初步编写了一套与该方法配套无源效率刻度软件。将软件计算结果与蒙特卡罗模拟结果比较,最大相对误差为9.1%。     

高纯锗探测器探测效率研究

利用系列标准γ射线源对高纯锗探测器的探测效率进行了各种测量,与蒙特卡罗计算程序相结合,对于高纯锗探测效率进行了分析和讨论.计算效率与测量效率在4%以内吻合.在一定探测距离条件下面源与点源的探测效率在1%以内吻合,而且面源的自吸收可以用平行束在材料中的自吸收来计算;当面源靠近探测器时,由于γ射线的倾斜入射,这种方法就不适用了,需要用蒙特卡罗方法进行自吸收较正.     

131Cs,125I和103Pd近距离治疗源的径向剂量函数研究

临床使用新粒子源近距离治疗之前,需要对粒子源的剂量学参数进行严格确定.本文依照美国医学物理家协会TG43U1推荐的剂量计算公式来研究131Cs,125I和103Pd等近距离治疗粒子源的径向剂量函数.计算中,采用MCNP和EGSnrc两种蒙特卡罗方法;并采用液态水和固体水(Solid Water,WT1)两种材料,粒子源径向研究范围为0.5cm～8cm.在同种粒子源计算结果与前研究的比较中,本研究中在液态和固体水中计算的结果与报道中采用蒙特卡罗计算和TLD测量的结果相当一致.     

蒙特卡罗方法在乏燃料运输容器屏蔽中的应用

本文主要应用蒙特卡罗方法进行了屏蔽计算的研究.在开展蒙特卡罗方法的实际应用中,对大亚湾第一炉换料乏燃料运输容器进行了屏蔽计算.源项应用ORIGEN-Ⅱ程序的计算结果,应用MCNP程序对乏燃料运输容器(STC)进行屏蔽计算,并将计算结果与实测值进行了比较分析.考虑到今后可能会运输更高燃耗的乏燃料,本文对这类乏燃料的运输也进行了计算.     

三维辐射场快速计算软件系统开发

正基于蒙卡-点核耦合的计算方案,建立了1套三维辐射场快速计算系统。此计算软件系统集成了蒙特卡罗方法和点核积分方法各自的优点,既可处理复杂的源项和几何结构,又可同时计算大空间厚屏蔽体的剂量场分布。表1列出了各种计算方法的优缺点比较。本文开发的三维辐射场快速计算系统可处理非均匀分布的源项、不对称的几何,并考虑了墙体散射的影响。同时,耦合程序的计算结果精度不受系统大小的影响,也适用于厚屏蔽体的计算,比单纯的蒙特卡罗计算节约了大量的时间。     

医用直线加速器治疗头的蒙特卡罗模拟

本文使用蒙特卡罗模拟软件BEAMnrc,构建出加速器治疗头各部件,并进行6MV电子束经过钨靶产生光子束在加速器治疗头各部件中的传输模拟,获得源皮距为100cm,射野大小为10cm×10cm的开放野治疗平面上的粒子相空间信息.并用BEAMDP程序对该粒子相空间数据进行了分析,得到源模型所在平面的光子和电子的注量、能谱、角分布、平均能量等信息.     

基于EGSnrcMP计算电子束照射法脱硫脱氮技术工艺中反应器的剂量分布

采用蒙特卡罗程序EGSnrcMP对电子束辐照烟气脱硫脱硝反应器的剂量分布进行了模拟计算,将计算的结果运用矩阵实验室(Matrix Laboratory,矩阵实验室)数学分析软件进行了数据处理,并与文献中实验测量值进行了比较.结果表明,采用EGsnrcMP程序计算所得到的剂量与实验的结果吻合,EGSnrcMP为今后同类问题的设计与评价提供了良好的计算工具.     

MCAM在ITER窗口限制器蒙特卡罗计算建模过程中的应用

在MCAM(蒙特卡罗粒子输运计算自动建模系统)平台下,实现了ITER窗口限制器CAD工程模型的预处理以及到蒙特卡罗计算模型的自动转换,并借助MCAM的反向转换功能和MCNP中二维几何截面绘制程序PLOT对生成的计算模型进行了验证.MCAM在ITER窗口限制器蒙特卡罗建模过程中应用结果表明对于一个具有复杂几何结构的CAD工程模型来说,MCAM提高了其蒙特卡罗计算建模的效率和准确性,可以有效地替代传统的手工建模方法,应用于实际计算分析过程中.     

计算高可靠性系统失效概率的统计估计蒙特卡罗方法

在相似仿真方法的基础上 ,设计了计算系统失效概率的统计估计蒙特卡罗方法 ,包括直接统计估计和加权统计估计蒙特卡罗方法。介绍了统计估计蒙特卡罗可靠性仿真的基本原理 ,给出了统计估计蒙特卡罗计算方法的无偏估计量和具体算法。同时采用直接仿真方法、限制抽样蒙特卡罗方法、强迫转换蒙特卡罗方法、直接统计估计和加权统计估计蒙特卡罗方法计算了一高可靠性系统的失效概率 ,结果表明 ,在高可靠性系统不可靠度计算中加权统计估计蒙特卡罗方法计算结果的方差最小 ,效率最高。     

基于束流线源模型自由电子激光器主体墙的屏蔽设计

在建的大连自由电子激光(Dalian Coherent Light Source,DCLS)是我国第一个开工建设的四代光源,也将是全球唯一可调波极紫外自由电子激光器。本文采用蒙特卡罗程序FLUKA,建立了电子束流线源均匀模型(均匀电子固定角度发射),对DCLS注入器段的主体墙厚度做了屏蔽设计,计算中引入方差减小技巧,以降低计算结果的统计误差;并将基于束流线源模型的蒙特卡罗计算结果与基于经验公式的Shiled11软件的计算结果做了比较。结果表明,基于束流线源模型的蒙特卡罗计算结果与基于经验公式的Shiled11软件的计算结果吻合较好;主体墙外的剂量主要是由中子贡献,95%以上的中子剂量是由巨共振中子贡献。因此,基于电子束流线源模型的蒙特卡罗方法适用于电子直线加速器的主体墙的横向屏蔽设计。     

基于CADIS方法的蒙特卡罗深穿透屏蔽计算方差降低方法研究

正深穿透问题是指由于屏蔽层过厚、源强较弱或探测器体积较小导致粒子输运计算结果偏低的问题。针对于蒙特卡罗屏蔽计算中的深穿透问题,利用一致共轭驱动重要性抽样(CADIS)方法的相应理论,实现了蒙特卡罗软件MCNP减小计算方差,可通过蒙特卡罗方法的共轭计算来得到共轭通量,经过CADIS方法推导出的公式计算得到权窗参数和源偏倚参数。     

MCNP4C在HTR-PM设备γ射线屏蔽设计中的应用及与QAD-CGA对比研究

本文基于球床模块式高温气冷堆核电站(HTR-PM)反应堆设备间γ射线辐射屏蔽设计工程实例,建立了乏燃料中间贮存系统的蒙特卡罗模型,给出了蒙特卡罗方法计算程序MCNP4C和点核积分方法计算程序QAD-CGA的计算剂量值,并通过对二者进行分析和对比,得知点核积分程序QAD-CGA的计算结果较蒙特卡罗程序MCNP4C的计算结果偏大.     

蒙特卡罗固定源计算的并行设计与实现

蒙特卡罗方法在求解粒子输运问题中已得到广泛运用,由于其收敛速度慢,需要耗费大量时间重复模拟以获得准确的结果。本文介绍了一种蒙特卡罗固定源计算的并行方法,并基于消息传递接口MPI在FDS团队自主研发的超级蒙特卡罗计算软件SuperMC2.0中实现了多核及多节点并行。以IAEA-ADS为测试例题在高性能计算集群上以32个计算内核进行测试,获得了86.81%的并行效率,同等测试条件下并行效率高于MCNP,同时保证了串行结果和并行结果的一致。测试结果表明该并行设计能够有效地解决蒙特卡罗固定源计算的耗时问题。     

模型3500碘-125植入治疗粒子源源的剂量学特征

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0.997 cGyh-1U-1,固态水的为1.027 cGyh<,-1>U<'-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.     

利用蒙特卡罗程序EGSnrc实现电子束辐照剂量分布的计算和电子束辐射加工工艺的优化

利用蒙特卡罗程序EGS4的最新版本EGSnrc，在Linux操作系统平台上计算了在1．5－3．0MeV能量范围内电子在聚乙烯材料和水中的剂量深度分布；比较了在两种不同厚度的聚乙烯板的底部加上不同材料（铝、铜、铅）衬底情况下剂量深度分布的变化；计算了电子束在入射到聚乙烯材料之前经过的空气层的厚度对剂量损失的影响及不同电子束射野大小对剂量分布的影响。计算的结果以绝对剂量的形式给出，误差在2％以内。该方法是优化电子束辐射加工工艺的一种实用、高效的理论估算方法。     

直线加速器散射校正因子的蒙特卡罗计算

临床上处方剂量计算时要考虑百分深度剂量(PDD)和总散射校正因子(Sc,p)的影响.本研究中利用蒙特卡罗程序(BEAMnrc和DOSXYZnrc)模拟SIEMENS Primus Plus直线加速器6MV能量的电子束,计算各照射范围内总散射校正因子和百分深度剂量值,并与指形电离室测量值比较,同时计算了总散射校正因子(S...     

航空伽玛谱仪校准因子的计算研究

为了确定不同高度飞行时航空伽玛谱仪对大面积伽玛源的校准因子,采用蒙特卡罗方法模拟了航测模型源和无限大地面源在机载NaI探测器上的计数响应过程,给出了标定高度1m处的计数响应能谱,得到了不同高度飞行测量时谱仪对地面无限大137Cs源的校准因子,计算结果和实验标定结果符合较好.     

反应堆α本征值蒙特卡罗计算方法研究

在蒙特卡罗(MCNP)模拟系统α本征值计算中常采用(κ,α)回归法.该方法在超临界和浅度次临界系统计算中,可以得到较好的结果,但由于算法本身的局限,在深度次临界问题模拟时并不能给出正确的结果.为了解决蒙特卡罗方法计算深度次临界系统α本征值的问题,本文提出了基于蒙特卡罗瞬态程序(TMCC)计算α本征值的衰变曲线拟合法.该...