[发明专利]一种任意形状放射源辐射屏蔽计算仿真方法

说明书

一种任意形状放射源辐射屏蔽计算仿真方法涉及涉及核退役仿真领域，具体涉及一种任意形状放射源辐射屏蔽计算仿真方法。包括以下步骤：(1)根据核设施构建模型，获得模型参数；(2)构建放射源模型的包围盒与四面体；(3)计算扫描平面与四面体的边的交点，得到一系列平面三角形；(4)离散平面三角形为体素；(5)将放射源离散为点核；(6)根据屏蔽体模型的包围盒构建屏蔽体的数学模型；(7)根据屏蔽体对象顶点在程式化模型内的个数确定屏蔽体对象的外部程式化模型；(8)根据屏蔽体模型的壳厚建立内部程式化模型；(9)用点核积分方法计算辐射场剂量分布。实现了对任意形状放射源辐射剂量计算软件的自动、可视建模。

技术领域

本发明涉及核退役仿真领域，具体涉及一种任意形状放射源辐射屏蔽计算仿真方法。

背景技术

核设施维修与退役需要准确地了解核设施三维空间辐射剂量的分布情况。在核设施退役中需要对设施进行切割，会产生大量的不规则形状的放射源。在辐射仿真过程中，为获得准确的虚拟辐射场剂量分布计算结果，就必须对复杂形状放射源进行辐射屏蔽计算。

目前，在核退役虚拟辐射场剂量计算方面，国内并无较好的处理任意形状放射源的方法。国际上普遍采用的点核积分方法将辐射场中所有标准形状放射源按照几何尺寸离散为点源，并将放射源的能谱离散为若干离散值，通过引入累积因子计算散射光子对辐射量的影响。通过分别计算不同能量与不同点源在各个剂量点的剂量值，将同一剂量点的剂量值叠加计算出探测点总的剂量值。传统的点核积分程序由于其放射源切割方法只能处理标准形状的放射源，无法准确的离散任意形状的放射源。

综上所述，开发出一种准确、可靠的计算任意形状放射源辐射场屏蔽计算的仿真方法对核退役仿真具有重大的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种任意形状放射源辐射屏蔽计算仿真方法。

一种任意形状放射源辐射屏蔽计算仿真方法，包括以下步骤：

(1)根据确定参数的核设施构建模型，获得模型参数；

(2)构建放射源模型的包围盒与四面体；

(3)计算扫描平面与四面体的边的交点，得到一系列平面三角形；

(4)离散平面三角形为体素；

(5)根据体素的属性值，将放射源离散为点核；

(6)根据屏蔽体模型的包围盒构建屏蔽体的数学模型；

(7)根据屏蔽体对象顶点在程式化模型内的个数确定屏蔽体对象的外部程式化模型；

(8)根据屏蔽体模型的壳厚建立内部程式化模型；

(9)用点核积分方法计算辐射场剂量分布。

步骤(4)中，用填充扫描线算法把三角形离散成体素。

步骤(5)中，根据同一位置体素出现的次数确定体素是否属于实体模型，体素出现奇数次的属于实体模型，出现偶数次的不属于实体模型，所有属于实体模型的体素可以作为放射源离散后的点核。

步骤(6)中，遍历每个屏蔽体对象的所有顶点，构建屏蔽体的包围盒，根据屏蔽体模型包围盒的中心点与尺寸构建基于包围盒数学模型。

步骤(7)中，计算屏蔽体在直角平行六面体内的顶点个数，如果顶点数为0，则选择直角平行六面体作为屏蔽体的外部程式化模型，否则计算屏蔽体在其他数学模型内的顶点个数，选择顶点数目最多的模型作为屏蔽体对象的外部程式化模型，如果顶点个数相同，则选择体积最小的数学模型作为外部程式化模型。

步骤(9)中，使用放射源离散后的体素作为点核，各点核在探测点的剂量值为