快中子核次临界的多群蒙特卡罗计算

给出了用多群蒙特卡罗方法计算核裂变系统有效增殖因子、中子通量能谱和中子泄漏谱等的方法 ,对球形快中子核裂变系统进行了多群蒙特卡罗次临界计算 .计算所得的不同次临界深度的Keff、中子寿命、活性区中子通量以及中子泄漏彼此相容 .从次临界过渡到临界的有效增殖因子Keff计算值与实验结果符合 .以连续光滑曲线的形式给出了中子通量能谱和泄漏谱 ,谱图清晰地显示了符合中子输运规律的精细情况 .

含钚材料测量中的中子增殖校正和蒙特卡罗计算

运用蒙特卡罗方法计算了ＰｕＯ２标样的符合增殖校正因子。对含Ｐｕ量分别为２、１０、４０ｇ的３个标样，计算的校正响应接近常数，表明蒙特卡罗方法对ＰｕＯ２标样是有效的。将计算的符合响应与实验的符合响应相结合，得到了一条刻度曲线，利用这条刻度曲线分析了低类炉渣的一个样品，结果偏高５．３％。计算的校正响应，对金属样品，与标样相差６．７％；对部分氧化的样品如高类炉渣和零类炉渣，与标样的差异较大，蒙特卡罗方法在这种情况下的有效性有待进一步实验验证。

Glauber和Kawasaki动力学下正方格子上伊辛模型居里温度的蒙特卡罗计算

利用蒙特卡罗方法研究正方格子上的伊辛模型的相变问题.讨论了不同翻转方式(随机翻转和顺序翻转)以及不同动力学规则(Glauber动力学和 Kawasaki动力学)对正方格子上的伊辛模型的居里温度 Tc 的影响.结果表明,当Glauber动力学占主要地位时,在两种翻转方式下都可以计算出居里温度 Tc 的值,当 Kawasaki动力学占主要地位时,只能用随机翻转的方法获得居里温度Tc.

NaI(Tl)闪烁谱仪峰总比的蒙特卡罗计算

简单分析 Na I(Tl)闪烁谱仪探测原理的基础上 ,运用蒙特卡罗程序 MCNP计算了该谱仪对不同能量点源的峰总比 (或光分数 ) ,并同实验结果做了对比 ,解释了计算结果比实验值偏高的原因。

β辐射剂量转换因子 H'(0.07)/D_a 的蒙特卡罗计算

本文从 ICRU39号报告关于定向剂量当量的定义出发,编制了计算^(90)Sr-^(90)Y 源β辐射场中某一点处的定向剂量当量 H′(0.07)与该点处无受体时空气吸收剂量 D_a 间的转换因子的蒙卡程序。在 VAX-Ⅱ/785型计算机上运行该程序,给出了该转换因子的理论计算值。计算值与联邦德国技术物理研究院(PTB)所给的实验值基本相符。

铀水系统核临界安全的蒙特卡罗计算

本工作涉及应用蒙特卡罗程序MCNP4B对铀水系统核临界实验数据进行验证计算和对740L容器取料时漏入CaCl2盐水后形成的UO2F2-CaCl2水溶液系统的有效增值系数keff的模拟计算。计算结果表明，MCNP4B程序对铀水系统核临界安全计算是有效的，漏入盐水后形成的均匀UO2F2-CaCl2水溶液系统是核临界安全的。计算结果为实际生产中的核临界安全性提供了理论依据。

鼻咽癌患者蒙特卡罗计算的介质与水吸收剂量差异分析

临床应用中TPS计算到水的剂量Dw和计算到介质的剂量Dm之间差异会影响到放疗计划评价和剂量报告结果,同时也会影响到剂量验证结果.笔者以10例鼻咽癌患者为例,使用Monaco系统的蒙特卡罗算法分别计算Dm和Dw计划.通过DVH和调强验证软件分析靶区及正常组织剂量信息,给出两种剂量差异,为临床应用提供一定的参考.

电子加速器屏蔽室空间散射的蒙特卡罗计算

为解决电子直线加速器屏蔽室的空间散射计算相关问题 ,采用蒙特卡罗程序MCNP4B进行模拟 ,使用分步计算的方法 ,结合分裂和轮盘赌技巧 ,计算出 9MeV驻波直线加速器运行时的空间散射剂量率大小 .并实际测量了加速器运行时屏蔽室周围距地面上方 1m处的空间散射剂量分布 .将计算得到的结果、计算空间散射的经验公式结果和实际测量的结果三者进行了比较分析 .结果表明 :蒙特卡罗方法计算值比较符合实际测量值 ,经验公式计算值则存在一定的偏差 .

基于电子加速器的核共振荧光无损探测模拟计算

核共振荧光(nuclear resonance fluorescence,NRF)是一种新兴的无损探测技术,通过分析伽马能谱中的特征能量来识别特定同位素,在含未知爆炸物小型箱体的扫描检查中发挥重要作用。本研究利用电子加速器韧致辐射产生的X射线为射线源,通过蒙特卡罗模拟程序Geant4优化设计NRF背散射探测方案。结果表明,优化后的X射线泄漏率降低了386倍,束流不对称度低于2%,束流均匀度高于70%。基于HPGe探测器获得石墨样品、硝酸铵样品的NRF特征能谱验证了设计方案的可行性,利用重要性抽样法将石墨样品模拟计算效率提高了72.23倍。该设计方案和计算结果可为基于NRF的无损核探测系统研发提供技术支撑。

X射线能谱处理中NaI(Tl)闪烁体边界效应矩阵的蒙特-卡罗计算

用 NaI(Tl)闪烁谱仪测量 X 射线机产生的 X 射线能谱是一个较为方便的方法。在此方法的应用中应当考虑到闪烁体边界效应的影响。本文报道了在解谱中表征这一影响的两个矩阵的蒙特-卡罗计算方法和计算结果,并对计算结果作了简要讨论。

空间质子屏蔽材料优化选择的蒙特卡罗模拟

本文考虑在地球内辐射带、轨道高度为556 km、轨道与赤道倾角为90°的飞行器空间的质子环境,对不同的单质屏蔽材料(铝、钨、钽、铅等)和含钨复合涂层,利用SHIELD程序进行蒙特卡罗(M-C)模拟,分析了经过屏蔽材料层后在硅材料中产生的能量沉积、非电离能损(Non-Ionizing Energy Losses,NIEL)、透射质子能谱、二次粒子及其能量和核反应生成的核素等计算结果,并进行了屏蔽材料组分和排序的优化选择。

蒙特卡罗方法在放疗计划中的应用

本文就蒙特卡罗方法在放射外科治疗计划中的应用做了初步的研究和分析。首先利用Beam程序模拟了Varian公司Clinac2100C6MVX射线加速器治疗头,得到源皮距为100cm、射野大小为5cm×5cm的开放野治疗平面上的粒子相–空间信息,并与文献进行了比较。然后把粒子相–空间信息作为输入,利用Dosxyz程序计算了体模中吸收剂量的空间分布,并与一基于解析剂量计算方法的商用治疗计划软件的结果进行了比较,两种结果基本一致。另外,本文还重点介绍了由患者的医学CT图像建立蒙特卡罗输运几何的方法和过程。

组合方法改进Monte Carlo计算中的伪随机数发生器

针对随机数产生基本方法的局限性,提出了一种高品质的组合随机数产生方法。使用此方法改进MCNP程序中的随机数发生器,能大大增加随机数周期的长度,显著改善伪随机数的品质,并使随机数的产生速度有明显提高,能有效地满足各种问题的计算要求。

溴化镧探测器效率计算及刻度实验

采用蒙特卡罗方法计算了不同尺寸溴化镧闪烁体的吸收效率以及峰总比曲线。采用137 Cs、60 Co、152 Eu三种点源对Φ50mm×10mm LaBr3:Ce探测器进行了效率刻度实验,低能段刻度实验结果与蒙特卡罗计算结果基本一致。将实验结果与计算结果相结合,给出了探测器对0~10MeVγ射线的全能峰效率曲线,并给出了相应的拟合公式。结果表明,对于实验条件有限的情况,采用模拟计算相对效率曲线再结合部分能点绝对刻度校准的方法可快速有效地得到探测器的效率曲线。

快点火参数窗口的计算

在入射粒子和等离子体相互作用物理学基础上,采用蒙特卡罗方法计算了常温和10 keV下,电子、氢、氘、氚和氦粒子在500 g/cm3纯氘等离子体中的能量损失、射程,以及在和燃料直径为50μm,在边缘、中心点火两种方式下的能量沉积时间,得出燃料约束时间为20 ps条件下的束流强度。实现快点火的边缘(中心)点火要求的最低入射束流强度:电子束为363(458)MA,质子束为187(355)MA,氘束为13.1(24.8)MA,氚束为10.9(20.9)MA,氦束为9.34(17.0)MA。单个粒子在边缘(中心)点火的最长能量沉积时间分别为电子0.036(0.078)ps,质子0.219(0.569)ps,氘0.241(0.651)ps,氚0.320(0.854)ps,氦0.228(0.592)ps,均小于燃料约束时间。数据的分析表明,入射粒子射程的末端设计在加热区,可以有效提高加热效率,同时也可以降低需要的束流强度。点火需要的最低总能量,应通过增加入射粒子的流强来实现。

超临界水冷堆中子能谱计算及安全性分析

超临界水堆是国际第Ⅳ代核能系统论坛推荐的六种第Ⅳ代核电反应堆堆型之一,与现有的轻水堆相比,具有热效率高、系统结构简单、造价低等优点。建立了MCNP程序下的超临界水堆堆芯物理计算模型,解决了燃料组件几何结构过于复杂精细难以建模的技术难题;考虑了堆芯轴向冷却剂密度的不均匀分布,计算并分析各区域的中子能谱分布;对失水事故下的超临界水冷堆安全性进行了分析,研究了不同区域冷却剂丢失程度对反应性及有效增殖系数的影响,表明所设计堆型具有较高的安全性;分析处理失水事故的应对措施,验证了使用注入硼水措施处理超临界水冷堆失水事故的可行性。

普贤堆退役放射性评价方法及主蒸汽管道室的中子能谱计算

介绍了日本普贤堆(Fugen)的概况和主要设计参数,以及该堆今后的技术发展趋势。根据该堆的退役现状,介绍日本的退役战略方针以及普贤堆采用的退役方法和今后的退役步骤,并采用MCNP程序对普贤核电厂主蒸汽管道内蒸汽17N(β,n)反应产生的相对中子通量和中子能谱进行计算,据此分析了主蒸汽密度、主蒸汽管道半径对中子能谱计算结果的影响。结果表明,改变电厂运行瞬态不会影响主蒸汽管道室的中子注量分布,而增大主蒸汽管道尺寸则能够有效地降低管道保温材料所受的中子照射,这一结果对今后电厂核设施的辐照影响分析以及放射性评价具有一定的意义。

放射治疗脑室肿瘤的计算方法研究

脑室肿瘤放射治疗剂量分布的实验测量需要利用组织等效模型和系列测量设备、实验技术,测量工作较繁琐,费用高。本工作采用蒙特卡罗理论计算方法。此方法比较简单、灵活,受问题的条件影响不大,对复杂的几何条件,各参数随能量的剧烈变化,散射各向异性等情况均易处理。蒙特卡罗方法的基本思想,是把随机过程的概率特征(随机事件的概率或随机变量的数学期望)与数学分析的解答(积分值,微分方程的解等)联系起来,然后模拟随机过程,用数学期望或概率的估计值作为原分析问题的近似解,亦即用数学模拟的方法确定相应的概率与数学期望值代替毓复杂的分析公式的计算。

离子注入掺杂热再分布的分析计算

本文对离子注入杂质的热再分布过程提出了两种分析手段:其一是已知热再分布的工艺条件,求解扩散方程得到最终杂质分布的解析结果;其二是已知再分布后杂质分布的边界条件,采用牛顿—拉夫逊,蒙特卡罗计算方法,求得最终杂质浓度分布;并给出了CMOS 集成电路中离子注入p 阱的计算结果.