[发明专利]一种核反应堆辐射屏蔽方案设计方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种核反应堆辐射屏蔽方案设计方法，包括接收初始方案作为父代种群；依据遗传算法对父代种群进行种群进化，得到子代种群，父代种群与子代种群混合组成辐射屏蔽方案种群；将辐射屏蔽方案种群内各个方案进行两两比对，比对时将两个方案各自的相同设计目标的数值对应比对，依据比对结果对辐射屏蔽方案种群内的方案进行性能排序，筛选符合预设最优性能条件的若干方案作为下一代父代种群，重复上述种群进化操作，直至满足迭代结束条件，得到最终优化方案。本发明在方案比对过程中减少了主观因素，采用相同量纲的设计目标进行比对的方式，比对难度低且最终解的精确度高；本发明还公开了一种基于上述方法的装置、设备及计算机可读存储介质。

技术领域

本发明涉及核反应堆屏蔽技术领域，特别是涉及一种核反应堆辐射屏蔽方案设计方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

辐射屏蔽设计是核反应堆工程设计的重要组成部分，其设计方案直接影响核反应堆总体设计目标的实现。辐射屏蔽设计是指如何经济有效地在核反应堆堆芯(辐射源)与防护对象(设备、职业人员、公众等)之间设置一层或多层屏蔽体，使得防护对象所接受的辐射剂量在核安全许可的范围内，同时保证防护对象的安全。因此，辐射屏蔽设计是核反应堆工程设计的重要组成部分，辐射屏蔽设计方法的优劣将直接决定辐射屏蔽方案性能的好坏，而设计方案的好坏将直接决定核反应堆总体设计目标能否实现。

由于核反应堆的复杂性，特别是随着先进核反应堆(第IV代核反应堆、特种核反应堆)的发展，其在材料特性、几何结构、布置方式等方面更加复杂，使得屏蔽方案的最终确定需要根据设计目标并综合考虑经济性、工程可行性等指标进行大量地优化设计，导致辐射屏蔽设计过程非常复杂。因此，核反应堆辐射屏蔽设计是一个典型的受辐射剂量、体积、重量、造价及其它设计目标约束的多目标组合优化问题。

目前传统的核反应堆辐射屏蔽设计方法主要采用单目标优化设计方法。单目标优化设计方法的基本思想是将核反应堆辐射屏蔽多目标优化设计问题通过目标函数加权归一化处理转化为单目标问题进而得到最终解。具体是首先任意给定一个核反应堆辐射屏蔽初始方案，采用传统遗传算法对初始方案进行种群迭代进化，进化过程中个体适应度通过方案包含的各设计目标加权归一求和得到，经过若干代种群进化之后，得到的适应度最好的方案即为最终的辐射屏蔽方案。

但是，这种单目优化设计方法的最大问题在于，方案的筛选过程直接依赖于权重的选择，而权重的选择主观性较强，会引入人为主观经验，其优化的结果受权重影响较大，导致得到的最终解不一定是较优解。同时，不同性质的设计目标具有不同量纲，很难直接进行比较；因此，这种方法用于核反应堆辐射屏蔽优化设计时，由于量纲不同会导致不确定因素多的问题，影响核反应堆辐射屏蔽的精确设计需求。

因此，如何提供一种能够解决上述问题的核反应堆辐射屏蔽方案设计方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种核反应堆辐射屏蔽方案设计方法，在比对方案之间的优劣时，尽可能不引入人为主观因素，提高最终解为最优解的可能，并且在方案比对时，采用相同量纲的设计目标进行比对的方式，降低量纲不同在比对过程中造成的难度以及对最终解精确度造成的影响；本发明的另一目的是提供一种基于上述方法的装置、设备及计算机可读存储介质。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种核反应堆辐射屏蔽方案设计方法，包括：

步骤s1：接收给定的核反应堆辐射屏蔽的初始方案作为父代种群；

步骤s2：依据遗传算法对所述父代种群进行种群进化，得到子代种群，所述父代种群与所述子代种群混合组成辐射屏蔽方案种群；

步骤s3：对辐射屏蔽方案种群内各个方案包含的各项设计目标的数值进行计算；