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屏蔽材料组分含量的优化设计

作　者: 廖伶元
导　师: 邱小平
学　校: 南华大学
专　业: 辐射防护及环境保护
关键词: 核技术电离辐射屏蔽材料优化设计遗传算法
分类号: TL344
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着核技术的发展,放射性物质和电离辐射设备被广泛地应用于各行各业和人们的日常生活中。人们直接接触的放射性物质的机率越来越大,特别是电离辐射对人体的危害性越来越大。为了减少或避免射线的照射,最直接的办法就是利用防辐射材料对放射性物质进行屏蔽。各种屏蔽材料层出不穷,针对不同射线的屏蔽性能越见良好。本文在前人的基础上,提出了一种屏蔽材料的优化设计方法。利用蒙特卡罗与遗传算法结合的方法,首先利用MCNP程序模拟X射线机,在射线出口处记录放射出来的不同能量的单一X射线,再利用遗传算法计算出最佳的材料组分配比,然后用设计出的优化材料对X射线进行屏蔽。得到的屏蔽效果与已有实验结果进行比较,结果与实验结果相符合,说明了优化方法的正确性。最后利用这种方法再对光子与中子混合射线屏蔽材料进行优化设计,得到屏蔽材料组分的最优化结合,使得通过屏蔽材料后得到的光子与中子混合剂量最少。通过得到综合防护效果的曲线图我们可以看到用优化设计得出的材料组分配比能更好的屏蔽放射性射线。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第1章绪论  7-16
  1.1 研究背景和意义  7-9
    1.1.1 射线的性质及与物质的相互作用  7-8
    1.1.2 核辐射对机体的作用  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-14
    1.2.1 防X 射线屏蔽材料  9-11
    1.2.2 防γ射线屏蔽材料  11
    1.2.3 防中子屏蔽材料  11-14
    1.2.4 其它粒子及其屏蔽材料  14
  1.3 主要研究内容  14-16
第2章遗传算法简介  16-24
  2.1 遗传算法的概念及其原理  16-18
  2.2 遗传算法工作步骤  18-19
  2.3 遗传算法的特点  19-20
  2.4 遗传算法的发展历史与前景  20-24
第3章蒙特卡罗方法简介  24-29
  3.1 蒙特卡罗方法概述  24-25
    3.1.1 蒙特卡罗方法基本思想原理  24
    3.1.2 蒙特卡罗方法解题步骤  24-25
    3.1.3 蒙特卡罗方法应用范围  25
  3.2 蒙特卡罗方法软件介绍  25-26
  3.3 MC 方法  26-27
  3.4 MCNP 的发展历程  27-29
第4章 X 射线屏蔽设计  29-38
  4.1 设计步骤  29
  4.2 X 射线管的 MCNP 模拟  29-31
    4.2.1 X 射线机工作原理  29-30
    4.2.2 MCNP 模拟  30-31
  4.3 遗传算法设计  31-33
  4.4 吸收系数的测定  33-35
    4.4.1 MCNP 模型的建立  33-34
    4.4.2 吸收系数计算  34-35
  4.5 运行与计算结果  35-38
第5章光子与中子混合射线屏蔽设计  38-46
  5.1 蒙卡模型  38
  5.2 优化公式的确定  38-39
  5.3 屏蔽材料选取  39
  5.4 运行与计算结果  39-46
    5.4.1 能量范围在100—700kev 的结果  40-43
    5.4.2 能量范围在800kev—2Mev 的结果  43-46
第6章结论  46-47
参考文献  47-50
致谢  50

屏蔽材料组分含量的优化设计

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