[发明专利]基于指向蒙卡方法的大型三维辐射剂量场分布模拟方法

权利要求书

1.一种基于指向蒙卡方法的大型三维辐射剂量场分布模拟方法，其特征在于，使用构造实体几何对待模拟核设施进行几何建模与材料建模，设置核设施中的放射源分布并执行固定源计算来求解中子/光子输运方程；统计所有粒子状态对应的所有假粒子径迹的全局响应，得到三维辐射剂量场的相对分布，从而计算得到重要性参数，用于指导蒙卡固定源计算的粒子输运过程；最后经蒙卡模拟得到真实的三维辐射剂量场分布。

2.根据权利要求1所述的基于指向蒙卡方法的大型三维辐射剂量场分布模拟方法，其特征是，所述的中子/光子输运方程为：(L+C)·φ＝(S+F)·φ+Q_s，其中：L、C、S和F分别为泄漏项、碰撞项、散射项和裂变项；Q_s是外源项；φ是中子通量分布。

3.根据权利要求1所述的基于指向蒙卡方法的大型三维辐射剂量场分布模拟方法，其特征是，所述的固定源计算中，在过程中追踪每一个粒子的输运过程，当粒子发生核反应时，根据粒子的能量E、方向Ω、位置P、权重W的改变，计算每种粒子状态对应的假粒子径迹的全局响应，具体为：将粒子的运动径迹沿着粒子的运动方向Ω延伸，直到计算区域的边界，即得到假粒子径迹；该假粒子径迹描述从粒子位置P到系统边界的一维的辐射剂量分布，具体为：其中：W₀为假粒子径迹起始处的粒子权重，ν∑_f为假粒子径迹穿过的材料区域的裂变产生截面，∑_t为假粒子径迹穿过的某材料区域的总截面。

4.根据权利要求3所述的基于指向蒙卡方法的大型三维辐射剂量场分布模拟方法，其特征是，在某一段长度为I_n-I_n-1的粒子径迹中，积分得到这段粒子径迹对三维辐射剂量场的贡献，具体为：其中：I_n-1是假粒子径迹的起点，I_n是假粒子径迹的终点，R_n是该假粒子径迹在I_n-I_n-1的粒子径迹内对三维辐射剂量场的贡献，W(x)为沿着假粒子径迹方向上的辐射剂量率分布，W_n-1是在假粒子径迹起点处辐射剂量率的值；根据粒子径迹对三维辐射剂量场的贡献计算出某粒子状态对应的假粒子径迹的对辐射剂量场的全局响应。

5.根据权利要求1所述的基于指向蒙卡方法的大型三维辐射剂量场分布模拟方法，其特征是，所述的三维辐射剂量场的相对分布，通过以下方式统计得到：在蒙卡固定源计算过程中，模拟N个粒子，每个粒子会产生M种粒子状态，则共产生N×M种粒子状态，则第k个区域的辐射剂量场分布具体为：其中：f^k是第k个区域的辐射剂量率，是第i个粒子的第j种粒子状态在第k个区域的全局响应；上标k代表不同的空间区域；下标i代表不同的粒子数；下标j代表不同的粒子状态；代表第i个粒子对应的第j种粒子状态的全局响应。

6.根据权利要求1所述的基于指向蒙卡方法的大型三维辐射剂量场分布模拟方法，其特征是，所述的重要性参数，通过以下方式得到：对三维辐射剂量场的相对分布进行归一化，然后保证某相空间的存活权窗等于该相空间归一化后的辐射剂量率，即其中：f^k是第k个区域的辐射剂量率，max(f^k)是全局最大的辐射剂量率，为第k个区域的存活权窗，最后根据存活权窗分别计算权窗下限和权窗上限，其中：权窗下限是存活权窗的三分之一，权窗上限是存活权窗的三分之五。