[發明專利]劑量場分析方法及其裝置

有效

• 申請號: 202011093484.0
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112269203B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 劉興民;邵靜;柯國土;萬海霞;張強;王事喜;王鳳龍;李敏;王毅;吳明宇
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01T1/02
• 分類號: G01T1/02
• 代理公司: 北京市創世宏景專利商標代理有限責任公司 11493
• 代理人: 王鵬鑫

本公開一種劑量場分析方法，其包括：使用蒙特卡洛程序，計算三維網格(i)內放射性核素生成信息；將所述生成信息轉換成數值解析程序所需格式；使用所述數值解析程序，計算放射性核素個數隨時間的變化，得到三維網格(i)內衰變γ射線能譜和源強；和將所得到三維網格(i)內衰變γ射線能譜和源強輸入所述蒙特卡洛程序，計算出放射性核素的γ射線劑量場分布。獲得輻射場劑量三維數據以后將輻射場劑量可視化，繪制三維空間劑量率體，以實現虛擬三維場景管理。

技術領域

本公開涉及核電技術領域，更具體地，涉及一種劑量場分析方法及其裝置。

背景技術

在反應堆功率運行期間，堆芯裂變過程產生大量自由中子，在中子輸運過程中，相關區域結構材料、冷卻劑材料及其雜質被活化成為中子活化產物，進而衰變釋放出?γ?射線。要計算劑量率的分布情況，需要先求得衰變光子源在時間、空間及能量上的分布?；罨错棇Ψ磻堰\行有著重要的影響，因此如何準確的計算輻射強度及輻射分布情況是輻射防護與屏蔽設計工作的關鍵問題。

發明內容

本公開涉及一種劑量場分析方法，包括：

使用蒙特卡洛程序，計算三維網格（i）內放射性核素生成信息；

將所述生成信息轉換成數值解析程序所需格式；

使用所述數值解析程序，計算放射性核素個數隨時間的變化，得到三維網格（i）內衰變γ射線能譜和源強；和

將所得到三維網格（i）內衰變γ射線能譜和源強輸入所述蒙特卡洛程序，計算出放射性核素的γ射線劑量?場分布。

根據本公開的一些實施例，使用所述蒙特卡洛程序，計算x、y和z三個方向的三維網格（i）內中子通量和反應截面；

使用所述數值解析程序，計算放射性核素的積累和衰變過程。

根據本公開的一些實施例，網格（i）內總的放射性核素個數隨時間的變化為在網格（i）內生成的放射性核素隨時間的變化與由網格（i-1）流入網格（i）內的放射性核素隨時間的變化之和，公式（1）如下：

（1）

其中，為某個網格對應的代號；

為網格（i）中某種放射性核素的個數；

為冷卻劑通過網格（i）的時間；

為網格（i）中經中子輻照生成的核素的個數；

為由網格（i-1）流入網格（i）內的核素的個數；

為流過網格（i）的總質量流速份額；

為核素的衰變常數（1/s）；

t?為時間（s）,t=0時為反應堆開始啟動。

根據本公開的一些實施例，在網格（i）內生成的放射性核素隨時間的變化可表示為網格（i）中產生放射性核素對應的母核的核素的個數與修正后的網格（i）中經中子輻照生成的核素的個數之差，公式（2）如下：

（2）

為網格（i）中的冷卻劑的流速（cm³/s）；

為網格（i）中冷卻劑的體積（cm³）；

λ為核素的衰變常數（1/s）；

為網格（i）中核素與中子的平均反應率（（barn·n）/（cm²·s））；

為網格（i）中經中子輻照生成的核素的個數；

N為網格（i）中產生放射性核素對應的母核的核素的個數。