[发明专利]一种不规则形状放射源的自适应辐射剂量计算仿真方法

摘要

本发明公开了一种不规则形状放射源的自适应辐射剂量计算仿真方法，属于核设施退役仿真领域。本发明包括在三维建模软件中建立物体的三维几何模型并导出作为初始输入；读取物体三维模型文件，获取物体的网格模型；空间剖分；采用长方体对物体模型近似；物体表面的长方体与物体重合部分生成自适应点核；物体内部的长方体分割生成自适应点核；采用点核方法进行伽马辐射剂量计算。本发明采用自适应点核技术，提高计算效率，并可以根据探测点位置，通过调节点核的分布密度来满足辐射剂量计算时间与精度的需求，可以处理任意形状几何体，使剂量评估的建模、计算过程更加灵活、高效。

主权项

1.一种不规则形状放射源的自适应辐射剂量计算仿真方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤一在三维建模软件中建立物体的三维几何模型并导出，作为初始输入；步骤二读取物体三维模型文件，获取物体的网格模型；步骤三空间剖分，通过空间剖分利用一组轴对齐长方体对物体轮廓进行逼近，同时利用虚拟现实中的碰撞检测技术判断长方体是否与物体碰撞，如果碰撞，说明该长方体需要进一步细分，如果没有碰撞，说明该长方体位于物体内部或外部，不需要进一步细分；采用二叉树方式迭代分割每个长方体，并用碰撞检测排除不需要继续分割的长方体，直至被分割的长方体最短边达到设定的剖分阈值；步骤四采用长方体对物体模型近似，最终与物体碰撞的所有长方体将物体包围，并将位于物体内部和外部的长方体分隔开；外部的长方体与内部的长方体没有连通，依次查找位于外部长方体的邻居，并排除与物体碰撞的邻居，则可以查询出所有位于物体外部的长方体，排除该部分长方体，其余长方体共同构成物体的近似模型；步骤五物体表面的长方体与物体重合部分生成自适应点核；步骤六物体内部的长方体分割生成自适应点核；步骤七采用点核方法进行伽马辐射剂量计算，辐射剂量D的计算公式如下：式中，n为自适应点核数量；m为能量个数；E为光子能量；C为伽马光子辐射效应转换因子；B是累积因子，从ANSI/ANS‑6.4.3以及G‑P拟合公式获得；P(E)为放射源发射能量为E的光子概率；t是伽马光子从点核到探测点穿过所有屏蔽材料的平均自由程；ri是第i个点核到探测点的距离；式中，i空间区域编号；μi(E)为在能量为E时，光子在空间区域i的质量减弱系数；di为点核与探测点的连线在区域i中的几何距离。