MC法模拟计算有限介质双层材料γ照射量累积因子

基于Geant4模拟平台和有限介质模型,计算并建立了常见材料水、铁、铅和混凝土两两组合下的γ射线照射量累积因子数据库,对比分析了计算结果与通过可靠性较好的经验公式计算数据之间的差异,以及与目前常用的无限大介质模型下相应数据之间的不同。实验结果表明,对于文中算例,相比于无限大介质模型,有限介质模型下的累积因子数据,使得点核积分计算结果与Geant4模拟结果之间的偏差缩小了约15%,能够有效地提升γ照射量点核积分计算结果的准确性。

基于MCNP对γ射线吸收剂量累积因子的计算与研究

使用蒙特卡罗程序MCNP计算了常用材料下的吸收剂量累积因子,计算时采用了较新的截面数据库MCPLIB04及介质材料的衰减参数数据库,并考虑了轫致辐射和相干散射等物理过程,同时将计算结果与相关文献给出的数据进行了比较,分析了造成差异的主要原因。结果表明:利用MCNP计算出的低Z材料的吸收剂量累积因子值在入射光子的中能区部分,平均比文献给出的数据偏小,在高能区部分平均比其偏大;而利用MCNP计算出的高Z材料的吸收剂量累积因子则普遍比文献给出的数据偏大。本文工作可为更新目前使用的较为陈旧的累积因子数据库提供参考。

用相应时段累积因子预报累积降水的初步探讨

本文针对当前数值预报产品释用工作中通常存在的因子的瞬时量与预报降水的累积量这样一个时间尺度的不相匹配的问题 ,提出了用相应时段内因子的累积量预报降水的累积量的预报方案。用该方法处理的累积因子与降水量之间的相关系数 ,与瞬时因子相比有显著提高。以此为依据 ,用 HL AFS数值预报产品 ,建立了一个降水量滚动预报系统 ,有较好的使用效果。

不同计算模型对水中γ射线吸收剂量累积因子的影响

为了开展不同计算模型对累积因子的影响研究,本文基于蒙特卡罗程序Geant4,分别使用无限大介质模型及无限大平板模型对水中的吸收剂量累积因子进行了计算,比较分析了不同计算模型下累积因子数据之间的差异,最终建立了水中无限大平板模型下累积因子与无限大介质模型下的累积因子之间的定量关系。该关系不受光子能量和自由程数的影响,可通过较少的参数和无限大介质下的累积因子值计算出无限大平板下的累积因子,能有效地减少累积因子在实际使用时由于模型不同而引起的误差,提高了累积因子的实用性。本文工作可为其他介质材料的相关研究提供参考。

γ射线穿过UF_6后周围剂量当量累积因子的模拟计算

采用EGS5蒙特卡罗程序计算了γ射线穿过UF6材料后的周围剂量当量累积因子。计算给出了50 keV～3MeV范围,1～10平均自由程下的光子周围剂量当量累积因子,并给出了与计算值符合度较好的参数化拟合公式。计算结果将便于采用线性减弱系数对涉及UF6材料的剂量计算。

辐射防护玻璃照射量累积因子的计算及分析

为研究γ放射源操作热室观察窗辐射防护玻璃的累积因子,开展高活度γ放射源热室观察窗的设计,本研究根据五种常用辐射防护玻璃的成分以及ANSI/ANS-6.4.3的数据,得到五种常用辐射防护玻璃的照射量累积因子G-P插值法参数,并利用这些参数计算五种辐射防护玻璃在^(60)Co、75 Se、^(137)Cs、^(192)Ir核素γ射线照射下的照射量累积因子,拟合得到照射量累积因子随玻璃厚度的变化函数,并与利用等效铅厚度法得到的结果进行比较。结果表明,拟合得到的多项式相关度R^(2)很高;等效铅厚度法仅适用于薄层铅玻璃,在使用铅等效法评价铅玻璃的屏蔽性能时,务必要注意铅玻璃的厚度以及所要屏蔽的γ射线能量。本文计算的辐射防护玻璃照射量累积因子可为热室观察窗的设计及屏蔽性能提供参考。

常见双层介质材料γ射线照射量累积因子的计算与分析

使用蒙特卡罗开源程序包Geant4设计并开发了用于双层介质材料累积因子计算程序,计算并建立了核设施现场常见材料水、铁、铅和混凝土两两组合下的照射量累积因子数据库,同时选取了部分计算结果与可靠性较好的经验公式相应模拟数据进行了比较,并分析了造成差异的主要原因。结果表明:基于Geant4模拟计算的双层介质材料照射量累积因子数据与经验公式计算结果相对吻合较好,其偏差大多数在10%以内,验证了累积因子数据计算结果的可靠性。此研究工作可为辐射防护相关模拟计算提供底层数据基础。

用相应时段累积因子作累积降水的预报

提高数值预报产品的释用水平是提高预报准确率的有效措施。针对当前数值预报产品释用中通常存在的预报因子的瞬时量与预报降水的累积量这样一个时间尺度不相匹配的问题,本文提出了用相应时段内预报因子的累积量预报累积降水的预报方案。经检验,用此方法处理的累积因子与降水量之间的相关系数比瞬时因子有明显提高。以此为依据,以HLAFS数值预报产品为资料,用累积因子建立了忻州市汛期降水分县预报方程,取得了较好的使用效果。

圆柱体源与点源的照射量累积因子对比

依据《辐射防护手册》中圆柱体源的公式做剂量率相关计算时会用到累积因子,但手册中对放射源发出的光子在圆柱体内部散射效应造成的累积因子并未做过多描述。本文应用程序模拟计算出这个因子,并与点源时用等效于圆柱体半径厚度的板状几何屏蔽体的照射量累积因子做比较,给出两者之间的近似数学关系。

介质尺寸对水中γ射线吸收剂量累积因子的影响

目前所使用的累积因子是在无限大介质模型下计算得到的,与现实模型差异较大。为了提高累积因子在实际计算中的精度,基于Monte Carlo方法和圆柱模型对水中的γ射线吸收剂量累积因子随介质尺寸的变化进行了研究。结果显示:水中的累积因子值会随着圆柱半径的变大而先增大,后趋于稳定。其在趋于稳定值时对应的圆柱半径数值与能量和介质厚度无关,仅与点源和测量点到介质表面的距离有关。在累积因子达到稳定值之前,其大小随圆柱半径的变化较大,在一定自由程数范围内符合线性变化规律,并且随着介质厚度的增大,符合线性规律对应的自由程数范围也会增大。该研究可为使用点核积分方法进行屏蔽设计时分析计算误差提供参考。

两种不同经验公式法计算累积因子的比较

目的根据泰勒公式和伯杰公式计算常用各向同性点源的累积因子,比较两种计算结果。方法利用泰勒公式和伯杰公式分别计算^(137)Cs和^(60)Co放射源在铅屏蔽设计中的累积因子。结果对于^(137)Cs和^(60)Co放射源,μd在1~20之间时,利用泰勒公式计算累积因子均大于利用伯杰公式计算累积因子。结论在辐射屏蔽设计中,μd在1~20之间时,利用伯杰公式计算^(137)Cs和^(60)Co放射源的累积因子所需屏蔽厚度较泰勒公式小。

考虑多气象因子累积影响的光伏发电功率预测

针对当前主流的光伏发电功率预测方法中,深度学习算法训练耗时长、传统机器学习算法精度有待提升的问题,提出考虑多气象因子累积影响的光伏发电功率预测方法。首先,采用相关系数法筛选关联气象因子,并使用余弦距离的K-means++算法将训练集高效划分为K个类簇;在第1路预测中,使用关联气象因子构造二维气象矩阵,然后输入到柯西变异优化的特征金字塔网络(feature pyramid networks,FPN)模型,挖掘相关气象因子对光伏发电功率的累积影响;在第2路预测中,使用轻量梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)算法实现光伏发电功率的即时预测;借鉴集成学习的思想,将上述2组预测结果加权求和,得到最终的光伏发电功率预测结果。在关联因子筛选、聚类效果对比实验部分,取0.3为相关系数阈值,验证聚类个数取4为最优;在光伏出力预测算法对比实验部分,分别基于平均相对误差、均方根误差,计算所提算法的预测精度为88.12%、82.03%,均高于其他各项参照算法,从而证明了所提算法的可行性。

循环冲击作用下冻融红砂岩动力学特性与损伤机理

为探索循环动力扰动作用下冻融岩体的强度和变形特性及损伤机理,开展了两种冲击气压下冻融红砂岩的循环冲击试验,研究了循环冲击次数和冻融次数对应力波传播、动态应力-应变曲线、峰值应力和峰值应变的影响规律;基于Lemaitre应变等效原理,提出了能够综合考虑循环冲击和冻融影响的累积损伤因子的计算方法,分析了冻融和循环冲击作用后红砂岩的微观结构特征。结果表明:循环冲击荷载下不同冻融次数处理后的红砂岩试样均呈拉伸破坏模式;红砂岩试样可承受的循环冲击次数与冻融次数呈负相关,冻融75次后试样在首次冲击后即达到破坏状态;循环冲击次数主要影响透射波的起跳点、峰值点对应的横坐标和振幅以及反射波的振幅,而冻融循环次数对第一次冲击时透射波的起跳点、峰值点对应的横坐标和振幅影响较大;红砂岩试样累积损伤因子与动态峰值应力呈现较好的负相关变化规律;冻融和循环冲击复合作用后红砂岩内部裂纹沿颗粒边界扩展且与孔洞连接形成较为复杂的网络。

土壤PM10和PM2.5组分中铬、砷和多环芳烃的累积及健康风险评估

污染物在土壤细颗粒组分(PM10和PM2.5)中的累积对其呼吸颗粒物途径的健康风险评估存在重要影响。针对铬、砷及多环芳烃污染土壤,分析了3种污染物在土壤细颗粒组分中的累积特征及有机质含量对累积因子的可能影响,并基于不同方法比较了呼吸颗粒物途径的健康风险评估结果的差异。结果表明,(1)不同污染物在土壤细颗粒组分中的累积因子存在明显差异。土壤PM10组分中污染物的累积因子在0.008-216.367之间,土壤PM2.5组分中污染物的累积因子在0.005-415.533之间。六价铬和总铬在细颗粒组分中的累积程度较低,而砷和多环芳烃在细颗粒组分中累积明显。相对于砷和铬,多环芳烃在细颗粒中的累积因子更高且变化范围大,土壤PM10和PM2.5组分中4环及5-6环多环芳烃所占比例平均值分别达63.11%和58.98%,远高于粒径小于250μm组分中的39.05%。(2)有机质对污染物在细颗粒组分中的累积影响不同,仅当有机质含量较低时,六价铬累积因子大于1;相同有机质或炭黑条件下,4环及5-6环多环芳烃累积因子约为2-3环的1.14-74.69倍;而砷在土壤中的累积基本不受有机质含量的影响。(3)基于不同方法得到的呼吸颗粒物途径健康风险评估结果差异较大,最高相差7个数量级,建议通过实测表层土壤PM10组分中污染物的浓度,作为我国风险评估模型中的暴露参数更为合理可行。

六溴环十二烷异构体在鮰鱼体内的浓度分布与生物累积特征

研究了鮰鱼体内六溴环十二烷（HBCDs）异构体的浓度分布与生物累积特征。首先采用基质固相分散（MSPD）法，同位素稀释定量，高效液相色谱-电喷雾串联质谱（HPLC-ESI-MS／MS）检测技术，建立了渔业饲料和鱼体中α—HBCD、β—HBCD和γ—HBCD的分析方法。该法对α—HBCD、β—HBCD、γ-HBCD的回收率分别为80．7％～110．5％、80．1％～109．0％、86．9％～104．5％，其检出限分别为0．002、0．002、0．001ng／g。采用所建立的方法对25个渔业饲料样品和30个鱼样品进行分析，三种异构体在渔业饲料中的检出率均为16％，在鱼产品中的检出率分别为10％、6．67％和10％。鱼中HBCDs含量与渔业饲料中HBCDs含量的比值（生物累积因子）的结果为：α—HBCD，0．78；β—HBCD，0．45；γ—HBCD，1．08。对HBCDs在配对的渔业饲料与鱼中的相关关系进行了研究。

气象因子对滴灌小麦青贮玉米复播体系参考作物蒸发蒸腾量ET_0值的影响

为了研究气象因子对"滴灌小麦-青贮玉米"复播体系ET_0的影响,本文以2017年石河子地区4—10月("滴灌小麦-青贮玉米"复播体系生育期)的气象因子为基础,应用彭曼公式计算出每日的ET_0值,采用相关分析法分析了逐日气象因子与ET_0,以及累积气象因子和累积ET_0值之间的相关关系。结果表明:参考作物蒸发蒸腾量ET_0的大小受气象因子影响,在"滴灌小麦-青贮玉米"复播体系中4、5、9、10月份ET_0值较小,6、7、8月份ET_0值较大;参考作物蒸发蒸腾量ET_0与最高温度、最低温度、平均温度呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系,但其相关性较差;单个累积气象因子与累积ET_0之间存在极显著的相关性,可用单个累积气象因子简化ET_0值的计算。

IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测

快速准确的导弹轨道预测是有效进行导弹防御的前提。提出一种基于IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测方法,对导弹发射点和落点分别进行动态预测研究。首先,构建不包含导弹先验信息的IMM-EKF弹道估计器;其次,定义一种模型概率累积因子,用于估计导弹的关机时刻及相应的运动状态;最后,基于导弹运动状态的实时估计,动态预测落点和发射点。仿真实验结果表明:该方法能实时动态预测导弹发射点和落点;发射点预测应利用主动段状态估计,而落点预测则在导弹自由段早期进行为宜。

海战场环境下超音速反舰导弹红外辐射特性研究

超音速反舰导弹的红外辐射特性研究对海战攻守双方都具有重要的参考价值。对海洋战场环境红外辐射特性进行了深入分析,引入了累积因子,在考虑了粒子的多次散射效应的基础上建立了仿真环境的辐射计算模型,重点对云层的辐射进行了计算,并通过仿真,验证了模型的可行性。建立了导弹蒙皮与尾焰的红外辐射特性和辐射面积的计算模型,对导弹的红外辐射亮度和辐射强度进行了仿真计算。最后对仿真结果进行对比分析,结果表明该算法能够有效地应用于粒子系统的辐射计算,可供后期生成红外图像序列使用。

DDTs对水生哺乳动物的组织残留基准初步研究

作为一种曾经广泛使用的氯化烃杀虫剂,DDT及其主要代谢产物DDE和DDD(合称为DDTs)是一类典型的具有持久性和生物累积性的有毒污染物。亲脂性和持久性使得DDTs可以通过食物链进行生物放大,从而对处于高营养级的水生哺乳动物造成严重的毒害作用。在综述DDTs对哺乳动物的毒性研究基础上,采用物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)和毒性百分数排序法(toxicity percentile rank method,TPRM)推导DDTs保护水生哺乳动物的组织残留基准(Tissue Residue Guideline,TRG)。使用SSD和TPRM得到的TRG分别为23.9和22.7 ng·g-1食物(湿重)。相应的,DDTs保护水生哺乳动物的水质基准分别为188.2和178.7 pg·L-1。依据研究得到的DDTs的组织残留基准及其在鱼类体内的含量评估对水生哺乳动物的风险。研究结果可用于评估DDTs对水生哺乳动物的生态风险,并为DDTs的风险管理提供理论依据。

RoboCup中型组足球机器人运动控制算法

针对RoboCup机器人路径规划和位姿控制的特点,以二维模糊控制器为基础,分别设计了基于误差分析的论域自调整伸缩因子和基于路径的误差累积因子,提出了一种基于误差累积因子的论域自调整模糊控制算法.仿真及试验结果表明,该算法具有控制精度高、实时性强,能快速、准确地跟踪期望路径的特点.