[发明专利]一种X/γ射线防护材料防护效率的预测方法

权利要求书

1.一种X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于使用蒙特卡罗核模拟软件模拟X/γ光子在防护材料中的输运过程，计算透过防护材料的光子数，再通过计算得到材料的防护效率。

2.根据权利要求1所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述预测方法适用于包括纺织纤维材料、织物涂层材料、柔性复合材料、树脂复合材料、橡胶复合材料、金属及合金材料在内的任意具有几何结构的防护材料。

3.根据权利要求1所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述X/γ光子在防护材料中的输运过程包括光电效应、康普顿散射、电子对效应中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述防护效率用屏蔽率来表示，计算公式为：

其中：η为屏蔽率，N₀为未放置防护材料时的光子数，N₁为放置防护材料后穿过防护材料的光子数。

5.根据权利要求1所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述预测方法包括以下步骤：

(1)几何建模；

(2)材料建模；

(3)源建模；

(4)探测器建模；

(5)计数建模；

(6)粒子输运过程建模；

(7)光子输运计算；

(8)计算光子数并计算防护效率。

6.根据权利要求5所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述的几何建模是指在蒙特卡罗核模拟软件中根据要预测的防护材料的几何参数建立几何模型，或在其他具有几何建模功能的软件中完成几何模型的建立，然后再导入到蒙特卡罗核模拟软件中，从外部导入的几何模型的格式为FDS、SAT、SAB、STP、STEP中的一种。

7.根据权利要求5所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述材料建模是指根据待预测材料的物理属性，在蒙特卡罗核模拟软件中建立物理模型，然后将物理模型赋予权利要求6中所述的几何模型中。其中，材料的物理属性包括材料的组成元素及其同位素、各元素原子占比、材料密度、光子吸收截面数据等。

8.根据权利要求5所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述的源建模是指根据待预测的防护材料需满足的辐射环境在蒙特卡罗核模拟软件中建立虚拟X/γ射线辐射源，辐射源的参数包括源的类型、能量分布及大小、方向、位置等。

9.根据权利要求8所述的源建模，其特征在于所述的辐射源类型为点源，能量分布为单能，能量大小根据实际需求设定，方向为同向垂直入射到防护材料，位置在防护材料正面(离辐射源较近的一面)一侧，位于与防护材料几何中心的连线上。

10.根据权利要求5所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述的探测器建模是指在蒙特卡罗核模拟软件中建立几何结构为正方体的探测器，尺寸根据实际需求设置，探测器不具有任何物理属性，其位置在防护材料背面(离辐射源较远的一面)一侧，探测器距离防护材料最近的面定义为计数面A1，计数面A1与辐射源和防护材料几何中心的连线的延长线垂直，A1面距离防护材料表面的距离d根据实际需要设置。

11.根据权利要求5所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述的计数建模是指在蒙特卡罗核模拟软件中建立光子计数卡，计数卡的类型为面积分流量计数卡或面通量计数卡中的一种，计数面为权利要求10中所述的探测器上的计数面A1。

12.根据权利要求5所述的X/γ射线防护材料防护效率的预测方法，其特征在于所述的粒子输运过程建模是指在蒙特卡罗核模拟软件中设置粒子输运过程相关参数，包括粒子类型、粒子的能量上下限、粒子数目等。