[发明专利]一种核退役源项切割辐射场剂量计算仿真方法

说明书

本发明公开了一种核退役源项切割辐射场剂量计算仿真方法，属于核退役仿真领域，基于核设施源项体素模型切割后，利用点核积分方法计算辐射场剂量分布。本发明包括：构建确定参数的核设施模型；使用体素算法将放射源模型体素化；根据切割轨迹输入文件切割放射源体素模型；利用点核积分方法计算辐射场剂量分布，实现辐射仿真。本发明包括3dsMax建模、放射源体素化、放射源切割、点核积分程序四个模块，能够对任意形状放射源模型的切割，实现了对3dsMax核设施源项模型的体素化切割模拟和辐射场剂量计算。

技术领域

本发明属于核退役仿真领域，具体涉及一种核退役源项切割辐射场剂量计算仿真方法。

背景技术

石油、煤炭等化石能源储量越发紧缺且对大气造成了日益恶劣的污染，风能、潮汐、地热等再生能源受各种技术手段、本身属性限制条件，导致利用率不足、供应欠持续等问题。全世界都面临着能源日益紧缺与严峻的环境污染等问题，核电与核能以其安全、高效、清洁等特点可以缓解上述全球问题。核能发展主要解决的问题是满足电力要求，但是在核燃料开采、提纯、储备，核电生产、使用，核电站、核设施退役过程中的安全问题需要格外引起重视。核电站的安全建设、运行维护过程规范是国家利用核能开发必须要解决好的一个问题，更重要的是服役期满和即将到达预期使用年限的核设施安全退役问题。

核能核电设施退役是一个系统工程，而具有放射性的压力、储存等容器的拆解退役是这个系统工程中关键控制性环节。利用机械臂对放射性容器的切割拆解技术作为关键技术之一，需要在退役进程中优先研究开发。放射性容器切割主要目标是在不产生额外放射性废物以及其他潜在风险的危害和满足切割指标前提下顺利的完成给定的切割任务,也即安全处置。

核电核能设施退役任务可以分为放射特性与放射源调查、放射性物体表面去放射性容器拆解核废物管理几个部分。在核电站中，存在大量的存放蒸馏液体、冷却水的容器、压力设备、稳压器等设备，还存在大量的混凝土安全壳。

在制定核设施维修或退役策略时，需要优化退役方案以及工作人员在退役作业过程中的路径，进而降低辐射对工作人员的伤害。在核设施维修过程中，源项的切割是一项重要的任务。退役切割操作会产生大量任意形状的放射源，这就需要准确地了解核设施切割后的辐射剂量分布情况，进行辐射仿真。

目前，国外开发了一系列的核退役切割模拟软件，但缺乏源项切割后辐射场剂量计算软件。在辐射剂量计算与屏蔽设计中，蒙特卡罗方法与点核积分方法有着广泛的应用。蒙特卡罗方法计算精准，但是计算时间长。点核积分方法引入累积因子来考虑散射光子对辐射量的影响，将辐射场中所有源项按照几何尺寸离散为点源，并将源项能谱离散为若干离散值，然后分别计算不同能量与不同点源在各个剂量点的剂量值，最后将同一剂量点的剂量值叠加计算出探测点总的剂量值。点核积分方法计算速度快，适合于时间要求较高的辐射剂量计算仿真。

综上所述，开发出一种准确、可靠的计算核退役源项切割辐射场剂量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实现了对任意形状放射源模型的切割和对切割后任意形状放射源的辐射场剂量计算的一种核退役源项切割辐射场剂量计算仿真方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

针对于有确定参数的3dsMax核设施模型，使用体素化算法将源项模型体素化后，根据输入切割轨迹对源项模型进行切割，并用点核积分方法计算切割后源项的辐射场剂量分布。

一种核退役源项切割辐射场剂量计算仿真方法，包括以下步骤：

(1)用3dsMax软件根据确定的核设施参数构建模型，并将文件保存为3DS格式；

(2)导入3DS核设施模型文件，构建源项模型的包围盒与四面体；