辐射场可视化平台剂量分布快速计算程序开发

摘要

在我国核电站的检修、维护，以及难度较大的核设施退役等工作中，如何使工作人员避免受到不必要的辐射照射，是核行业实现安全运营、提高辐射防护水平的关键问题之一。辐射场可视化融合了辐射防护技术与虚拟现实技术，能够利用计算机模拟辐射场的复杂环境，进行虚拟的实验操作和数据的实时计算与显示。辐射场可视化研究具有直观性、交互性、透明度高、可操作性强等特点，可以成为减少工作人员照射剂量的有效手段之一。
　　 实现辐射场可视化的关键技术之一是如何快速地计算出模型空间内大批量空间点的剂量率和照射情况。针对这一问题，本文在国际上通用的点核积分程序QAD-CG的基础之上，优化和扩展了其中不适应辐射场可视化平台中剂量分布计算的部分结构和功能，开发了一套能够快速计算出辐射场剂量分布情况的点核积分程序。该程序耦合了主程序和两个辅助程序，操作起来更加方便快捷;将原有的一次可以计算的剂量点数由若干个点扩展到整个空间，全方位地描述了空间模型;还开发了一个能够自动生成剂量计算点坐标的模块，大大减小了人工输入的工作量，提高了效率;并首次在程序当中引入并行计算，一定程度上提高了运算速度。
　　 在对程序进行了严格的模块测试与集成测试之后，选取大亚湾核电站1号机组核岛内NB281房间为模型，计算了该房间内的剂量分布情况，并与MCNP4C程序的计算结果进行了比较，结果表明:新开发的程序与MCNP4C的计算结果最大相对误差为27％，满足辐射场可视化平台对计算精度的要求;在对1287个剂量点进行计算时，计算时间仅为MCNP4C的1/10。该剂量分布快速计算程序已经初步具备了为辐射场可视化平台提供实时、可靠的基础数据的条件。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究方法和主要内容

1．4 本章小结

第2章 基本理论与计算程序

2．1 基本理论

2．1．1 点核积分方法

2．1．2 射线追踪方法

2．2 点核积分程序

2．3 本章小结

第3章 快速计算功能的实现

3．1 多个程序的耦合

3．2 剂量点个数的增加

3．3 智能采点模块的开发

3．4 并行计算的引入

3．5 本章小结

第4章 程序的验证

4．1 QAD模型

4．2 蒙卡模型

4．3 计算结果分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 总结

5．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢