蒙特卡罗方法在单色器屏蔽体设计中的应用

论文摘要

在辐射场建立实验设施中，屏蔽体设计至关重要。所设计的屏蔽体需要保证工作人员安全，使持续停留的工作人员受到的辐射不超过职业性照射的年当量剂量限制（20mSv／年）；同时，需要节省空间以便安放实验设备。屏蔽体材料一般为重水泥，设计不当会增加建设费用。本文将蒙特卡罗方法应用在中国原子能科学研究院CARR单色器屏蔽体设计中，借助于MCNP-4C软件计算了四种模型下中子、光子两种粒子的剂量当量率及泄露率。计算过程中，使用反射面简化了物理模型；屏蔽体很厚，使用了“几何分裂与轮盘赌”的方差减小技巧，计算误差在允许范围之内。根据上述结果，屏蔽体设计单位可以确定堆门关闭时当前状态的防护效果，从而考虑是否需要填加其它辅助屏蔽体；设计单位可以对当前单色器屏蔽体的厚度、形状进行调整，对屏蔽体结构进行优化设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 第二章 蒙特卡罗方法及应用软件简介
• 2.1 蒙特卡罗方法简介
• 2.2 蒙特卡罗方法在计算机上的实现
• 2.3 蒙特卡罗方法模拟技巧
• 2.4 应用软件简介
• 2.4.1 MCNP软件简介
• 2.4.2 EGS软件简介
• 2.4.3 Geant4软件简介
• 2.4.4 FLUKA软件简介
• 第三章 物理模型
• 3.1 课题背景
• 3.2 物理模型
• 3.3 计算内容
• 第四章 计算方法与技巧
• 4.1 反射面的建立
• 4.2 方差减小技巧
• 第五章 计算过程及结果
• 5.1 旋转门关闭时，对旋转门内及外侧屏蔽效果的计算
• 5.1.1 对第一种模型的计算
• 5.1.2 对第二种模型的计算
• 5.2 单色器屏蔽效果计算
• 5.2.1 第三种模型
• 5.2.2 第四种模型
• 5.2.3 第五种模型
• 第六章 结论
• 第七章 在读期间发表的文章及所参加的学术交流活动
• 7.1 发表文章
• 7.2 学术交流活动
• 致谢
• 参考文献