[发明专利]一种基于逆向粒子输运的辐射源强重建方法

权利要求书

1.一种基于逆向粒子输运的辐射源强重建方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)建立粒子逆向输运核数据库；

(2)获取测量设备处粒子能量、强度分布信息，结合初始源空间分布信息、介质影像信息、测量设备信息建立起逆向蒙特卡罗辐射输运计算模型；

(3)根据测量设备处粒子能量、强度分布信息，抽样得到源粒子，使用蒙特卡罗逆向输运方法对该粒子进行模拟，直到该粒子输运到达辐射源处；

(4)对所有粒子进行逆向输运模拟，并对统计得到的辐射源处粒子强度分布信息进行归一化处理，获取辐射源处粒子源强分布。

2.根据权利要求1所述基于逆向粒子输运的辐射源强重建方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粒子逆向输运核数据库包括与不同元素发生反应后粒子对应的入射粒子能量、角度分布信息。

3.根据权利要求1所述基于逆向粒子输运的辐射源强重建方法，其特征在于，步骤(1)中，所述建立粒子逆向输运核数据库，具体包括以下步骤：

(1.1)将0MeV～20MeV的粒子能量划分为N群，其中，N为大于0的整数；

(1.2)建立单元球，在单元球中填充不同的元素，单元球球心设置点源，以步骤(1.1)中各能群作为源能量分布，使用蒙特卡罗方法进行模拟，统计一次碰撞后粒子能量/角度分布；

(1.3)对所有能群进行模拟后，针对不同元素，对碰撞后粒子能量/角度分布数据进行处理，获得出射粒子能量对应的入射粒子能量/角度分布数据，建立粒子逆向输运核数据库。

4.根据权利要求1所述基于逆向粒子输运的辐射源强重建方法，其特征在于，步骤(2)中，所述建立逆向蒙特卡罗辐射输运计算模型，具体包括以下步骤：

(2.1)使用测量数据标定信息对测量设备探测数据进行标定，获得测量设备处粒子能量、强度分布；

(2.2)将测量设备作为逆向粒子输运源，初始源空间作为计数空间，建立起逆向蒙特卡罗辐射输运计算模型。

5.根据权利要求1所述基于逆向粒子输运的辐射源强重建方法，其特征在于，步骤(3)中，所述根据测量设备处粒子能量、强度分布信息，抽样得到源粒子，使用蒙特卡罗逆向输运方法对该粒子进行模拟，直到该粒子输运到达辐射源处，具体包括以下步骤：

(3.1)根据逆向蒙特卡罗辐射输运计算模型，抽样得到源光子状态，包括位置、能量和角度；

(3.2)根据粒子位置、方向、能量，结合介质材料信息，基于概率密度函数抽样获得粒子下一次碰撞点位置和碰撞后状态；

(3.3)对当前粒子进行模拟，一直到粒子输运到辐射源所在空间，将输运到辐射源所在空间的粒子权重添加到源粒子强度分布中；

(3.4)若当前粒子未输运到辐射源空间，则将当前粒子权重平均分配到由同一个计数空间产生的粒子贡献中。

6.根据权利要求5所述基于逆向粒子输运的辐射源强重建方法，其特征在于，步骤(3.2)中，所述概率密度函数P(E，Ω，r→E′，Ω′，r′)的表达式为：

式中，E为粒子当前能量、Ω为粒子当前角度，r为粒子当前位置，E′为粒子碰撞前能量、Ω′为碰撞前角度、r′为粒子上一次碰撞点位置，∑_t(r，E′)为能量为E′的粒子在r处的反应总截面，∑_s(r′，E′)为能量为E′的粒子在r′处的散射截面，f(r′；E，Ω→E′，Ω′)为粒子在r′处逆向输运核数据。