[發(fā)明專利]一種X/γ射線防護材料防護效率的預測方法

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• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN114692474A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 趙曉明;李衛(wèi)斌;徐雨來
• 申請（專利權）人: 趙曉明;李衛(wèi)斌;徐雨來;隗巍
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F113/26
• 代理公司: 北京知匯林知識產權代理事務所(普通合伙) 11794
• 代理人: 董濤

1.一種X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于使用蒙特卡羅核模擬軟件模擬X/γ光子在防護材料中的輸運過程，計算透過防護材料的光子數(shù)，再通過計算得到材料的防護效率。

2.根據(jù)權利要求1所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述預測方法適用于包括紡織纖維材料、織物涂層材料、柔性復合材料、樹脂復合材料、橡膠復合材料、金屬及合金材料在內的任意具有幾何結構的防護材料。

3.根據(jù)權利要求1所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述X/γ光子在防護材料中的輸運過程包括光電效應、康普頓散射、電子對效應中的一種或多種。

4.根據(jù)權利要求1所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述防護效率用屏蔽率來表示，計算公式為：

其中：η為屏蔽率，N₀為未放置防護材料時的光子數(shù)，N₁為放置防護材料后穿過防護材料的光子數(shù)。

5.根據(jù)權利要求1所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述預測方法包括以下步驟：

(1)幾何建模；

(2)材料建模；

(3)源建模；

(4)探測器建模；

(5)計數(shù)建模；

(6)粒子輸運過程建模；

(7)光子輸運計算；

(8)計算光子數(shù)并計算防護效率。

6.根據(jù)權利要求5所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述的幾何建模是指在蒙特卡羅核模擬軟件中根據(jù)要預測的防護材料的幾何參數(shù)建立幾何模型，或在其他具有幾何建模功能的軟件中完成幾何模型的建立，然后再導入到蒙特卡羅核模擬軟件中，從外部導入的幾何模型的格式為FDS、SAT、SAB、STP、STEP中的一種。

7.根據(jù)權利要求5所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述材料建模是指根據(jù)待預測材料的物理屬性，在蒙特卡羅核模擬軟件中建立物理模型，然后將物理模型賦予權利要求6中所述的幾何模型中。其中，材料的物理屬性包括材料的組成元素及其同位素、各元素原子占比、材料密度、光子吸收截面數(shù)據(jù)等。

8.根據(jù)權利要求5所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述的源建模是指根據(jù)待預測的防護材料需滿足的輻射環(huán)境在蒙特卡羅核模擬軟件中建立虛擬X/γ射線輻射源，輻射源的參數(shù)包括源的類型、能量分布及大小、方向、位置等。

9.根據(jù)權利要求8所述的源建模，其特征在于所述的輻射源類型為點源，能量分布為單能，能量大小根據(jù)實際需求設定，方向為同向垂直入射到防護材料，位置在防護材料正面(離輻射源較近的一面)一側，位于與防護材料幾何中心的連線上。

10.根據(jù)權利要求5所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述的探測器建模是指在蒙特卡羅核模擬軟件中建立幾何結構為正方體的探測器，尺寸根據(jù)實際需求設置，探測器不具有任何物理屬性，其位置在防護材料背面(離輻射源較遠的一面)一側，探測器距離防護材料最近的面定義為計數(shù)面A1，計數(shù)面A1與輻射源和防護材料幾何中心的連線的延長線垂直，A1面距離防護材料表面的距離d根據(jù)實際需要設置。

11.根據(jù)權利要求5所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述的計數(shù)建模是指在蒙特卡羅核模擬軟件中建立光子計數(shù)卡，計數(shù)卡的類型為面積分流量計數(shù)卡或面通量計數(shù)卡中的一種，計數(shù)面為權利要求10中所述的探測器上的計數(shù)面A1。

12.根據(jù)權利要求5所述的X/γ射線防護材料防護效率的預測方法，其特征在于所述的粒子輸運過程建模是指在蒙特卡羅核模擬軟件中設置粒子輸運過程相關參數(shù)，包括粒子類型、粒子的能量上下限、粒子數(shù)目等。