用EGS4研究辐射反应器中的剂量分布

摘要

本课题用蒙特卡罗方法模拟计算研究电子束辐照烟气脱硫脱硝系统反应器中的剂量分布。本工作中，模拟计算采用的是专用于模拟光子和电子输运问题的大型程序EGS4，对辐照反应器内的剂量分布作了一个较为准确的理论计算。本文具体工作包括： 1.为验证处理此类问题思想方法并对程序进行测试，设置多个典型的环境和条件，用EGS4程序模拟计算，将模拟计算结果与经验公式或文献的实验结果进行了对比：　　1)电子束垂直入射在铝材料中的射程；　　2)电子以平行宽束入射水膜的深度剂量分布；　　3)光子以平行宽束入射水膜的深度剂量分布；　　4)类似研究课题电子束辐照剂量分布。　　结果表明：所用EGS4和PEGS4程序调试和运行正确；该应用程序准确可靠；对本文所研究的反应器的几何形状所作的近似处理是可行的。 2.本文所针对的研究对象是中国工程物理研究院环保中心电子加速器辐照脱硫脱硝反应器，该反应器的剂量分布不具有常规的轴对称性，给模拟计算带来了相当的难度，且未见文献报道。 方法：分层切割法。将反应器划分成6279个小体积元。 3.采用蒙特卡罗方法EGS4程序对反应器的剂量分布进行了模拟计算，且保证每个体元剂量的相对标准偏差小于1％。 文中给出了不同方向的剂量分布变化趋势图以及具体数据，其结果如下：(具体数据见正文)　　1)沿电子枪方向(Z轴方向)的剂量分布：随着深度的增加，剂量值逐渐减小，下降梯度趋于平缓；2)沿钛窗宽度方向(X轴方向)剂量分布：在同一深度中间剂量大，沿两测逐渐减小；3)沿钛窗长度方向(Y轴方向)剂量分布，在同一深度中间剂量大，两侧剂量逐渐减小；

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1电子束照射法脱硫脱硝机理

1.2电子束照射法工艺特点和优点

1.3电子束法脱硫技术现状和应用

1.4烟气脱硫电子加速器装置及束流

2基本原理

2.1蒙特卡罗方法概述

2.1.1蒙特卡罗方法的基本思想

2.1.2蒙特卡罗方法的特点

2.1.3随机抽样方法

2.1.4解蒙特卡罗问题主要步骤

2.2 EGS4程序包

2.2.1 EGS4程序包概述

2.2.2 EGS4程序的特点

2.2.3 EGS4模拟过程

2.3电子与物质的相互作用

2.3.1电子电离损失

2.3.2电子多次散射

2.3.3电子轫致辐射

2.4 Γ射线与物质的相互作用

2.4.1光电效应

2.4.2康普顿散射

2.4.3电子对生成

2.5辐射剂量学的量与单位

3 EGS4程序的测试

3.1程序开发平台和运行环境

3.2测试程序的建立

3.2.1剂量分布和标准偏差的计算

3.2.2结果输出

3.3测试与结果分析

3.3.1电子在铝中的平均射程

3.3.2电子以平行宽束入射水模的深度剂量分布

3.3.3光子以平行宽束入射水模的深度剂量分布

3.3.4电子束辐照反应器剂量的剂量分布

3.4结论

4电子束辐照反应器剂量的模拟计算

4.1加速器参数

4.2问题分析

4.3源的描述

4.4几何描述

4.5结果与讨论

5结束语

附录

致谢

参考文献

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