三維輻射場高效計算方法與可視化研究.pdf

1、核電站在正常運行及停堆大修期間都會產生大量放射性物質，因此如何準確的預測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。本研究涉及了計算機輔助設計、輻射防護與屏蔽設計、計算機圖形學、人機交互以及虛擬仿真等多學科多領域，同時結合當下可視化與虛擬仿真技術開展輻射場數(shù)據(jù)的應用分析，直觀準確的反映核電廠真實工作場景，提高核電廠輻射防護工作的技術水平。本研究主要工作及創(chuàng)新如下:
　　(1)實現(xiàn)輻射場高效計算與可視化仿真的關鍵是如何

2、準確快速地確保虛擬環(huán)境下的輻射劑量與真實核電廠輻射劑量同步。首先，在源強計算方面，本文結合核電廠關鍵位置處實時監(jiān)測輻射劑量的探測器實際分布情況，利用點核積分離散方式，創(chuàng)新性的提出了基于最小二乘法的輻射源強逆推計算方法與迭代權重函數(shù)，通過多次迭代循環(huán)得到最佳估計源強，既能實現(xiàn)在不直接接觸輻射源測量情況下得到輻射源強度，又能減小探測器誤差對源強結果的影響。其次，在輻射場分布計算方面，本文剖析現(xiàn)有點核積分程序的缺陷，引入人機交互界面、并行計算

3、機制、最新計算方法與數(shù)據(jù)庫等，開發(fā)了先進的面向大規(guī)模輻射場計算的點核積分程序，使之能夠滿足輻射場高效計算與可視化仿真的速度精度要求。
　　(2)充分調研國內外技術現(xiàn)狀及計算機新技術的發(fā)展，結合輻射防護與屏蔽設計的目的，初步開發(fā)了一套輻射場計算與可視化仿真系統(tǒng)ARShield。本系統(tǒng)針對核電站正常運行或事故工況下的輻射防護工作開展層次化的分析研究，并提供了CAD正向/逆向建模、放射性源強與輻射場分布高效計算、輻射場可視化與工程仿真三