[发明专利]剂量场分析方法及其装置

说明书

本公开一种剂量场分析方法，其包括：使用蒙特卡洛程序，计算三维网格(i)内放射性核素生成信息；将所述生成信息转换成数值解析程序所需格式；使用所述数值解析程序，计算放射性核素个数随时间的变化，得到三维网格(i)内衰变γ射线能谱和源强；和将所得到三维网格(i)内衰变γ射线能谱和源强输入所述蒙特卡洛程序，计算出放射性核素的γ射线剂量场分布。获得辐射场剂量三维数据以后将辐射场剂量可视化，绘制三维空间剂量率体，以实现虚拟三维场景管理。

技术领域

本公开涉及核电技术领域，更具体地，涉及一种剂量场分析方法及其装置。

背景技术

在反应堆功率运行期间，堆芯裂变过程产生大量自由中子，在中子输运过程中，相关区域结构材料、冷却剂材料及其杂质被活化成为中子活化产物，进而衰变释放出 γ 射线。要计算剂量率的分布情况，需要先求得衰变光子源在时间、空间及能量上的分布。活化源项对反应堆运行有着重要的影响，因此如何准确的计算辐射强度及辐射分布情况是辐射防护与屏蔽设计工作的关键问题。

发明内容

本公开涉及一种剂量场分析方法，包括：

使用蒙特卡洛程序，计算三维网格（i）内放射性核素生成信息；

将所述生成信息转换成数值解析程序所需格式；

使用所述数值解析程序，计算放射性核素个数随时间的变化，得到三维网格（i）内衰变γ射线能谱和源强；和

将所得到三维网格（i）内衰变γ射线能谱和源强输入所述蒙特卡洛程序，计算出放射性核素的γ射线剂量 场分布。

根据本公开的一些实施例，使用所述蒙特卡洛程序，计算x、y和z三个方向的三维网格（i）内中子通量和反应截面；

使用所述数值解析程序，计算放射性核素的积累和衰变过程。

根据本公开的一些实施例，网格（i）内总的放射性核素个数随时间的变化为在网格（i）内生成的放射性核素随时间的变化与由网格（i-1）流入网格（i）内的放射性核素随时间的变化之和，公式（1）如下：

（1）

其中，为某个网格对应的代号；

为网格（i）中某种放射性核素的个数；

为冷却剂通过网格（i）的时间；

为网格（i）中经中子辐照生成的核素的个数；

为由网格（i-1）流入网格（i）内的核素的个数；

为流过网格（i）的总质量流速份额；

为核素的衰变常数（1/s）；

t 为时间（s）,t=0时为反应堆开始启动。

根据本公开的一些实施例，在网格（i）内生成的放射性核素随时间的变化可表示为网格（i）中产生放射性核素对应的母核的核素的个数与修正后的网格（i）中经中子辐照生成的核素的个数之差，公式（2）如下：

（2）

为网格（i）中的冷却剂的流速（cm³/s）；

为网格（i）中冷却剂的体积（cm³）；

λ为核素的衰变常数（1/s）；

为网格（i）中核素与中子的平均反应率（（barn·n）/（cm²·s））；

为网格（i）中经中子辐照生成的核素的个数；

N为网格（i）中产生放射性核素对应的母核的核素的个数。