(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210776163.3 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 西北核技 术研究所 地址 710024 陕西省西安市灞桥区平峪路 28号 (72)发明人 王学栋　朱金辉　左应红　牛胜利　 (74)专利代理 机构 西安智邦专利商标代理有限 公司 6121 1 专利代理师 杨引雪 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01T 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于MC伴随输运的核爆炸中子剂量场 高效获取方法 (57)摘要 本发明涉及一种核爆炸辐射环境数值模拟 计算方法， 具体涉及一种基于MC伴随输运的核爆 炸中子剂量场高效获取方法， 解决不同爆高和不 同中子源参数条件下， 核爆炸中子剂量场的高效 模拟计算的技术问题。 该一种基于MC伴随输运的 核爆炸中子剂量场高效获取方法， 对中子伴随输 运模型进行迭代 计算， 获得中子源对中子吸收剂 量的重要性值； 对次级γ伴随输运模 型进行迭代 计算， 获得中子源对次级γ吸收剂量的重要性 值； 根据中子源对中子吸收剂量的重要性值与中 子源对次级γ吸收剂量的重要性值， 计算核爆中 子辐射源的中子吸收剂量值与次级γ吸收剂量 值， 完成核爆炸中子剂量场的获取。 实现任意给 定爆高和源参数条件下， 核爆炸中子剂量场的高 效计算。 权利要求书4页 说明书14页 附图4页 CN 115270423 A 2022.11.01 CN 115270423 A 1.一种基于MC伴随输运的核爆炸中子剂量场高效获取方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1、 建立中子伴随输运模型； S2、 设置中子伴随输运模型参数； 所述中子伴随输运模型参数包括中子伴随输运模型 参数包括抽样能群、 抽样概 率、 计数能群、 计数乘子和源中子 权重； S3、 对中子伴随输运模型进行迭代计算， 获得每个中子细分能群 内的伴随注量， 所述伴 随注量相应的正向模型中各中子细分能群的中子源 对中子吸 收剂量的重要性 值； S4、 建立次级γ伴随输运模型； S5、 设置次级γ伴随输运模型参数； 所述次级γ伴随输运模型参数包括抽样能群、 抽样 概率、 计数能群、 计数乘子和源γ权 重； S6、 对次级γ伴随输运模型进行迭代计算， 获得每个中子细分能群的中子源对次级γ 吸收剂量的重要性 值； S7、 根据S3获得的中子源对中子吸收剂量的重要性值与S6中获得的中子源对次级γ吸 收剂量的重要性值， 计算核爆 中子辐射源的中子吸收剂量值与次级γ 吸收剂量值， 完成核 爆炸中子剂量场的获取。 2.根据权利要求1所述的一种基于MC伴随输运的核爆炸中子剂量场高效获取方法， 其 特征在于， S1具体为： 1.1)设置一个中子点源作为 伴随中子源； 1.2)距离伴随中子源不同爆高和爆心投影距处设置多个探测器， 作为中子计数 单元； 1.3)根据步骤1.1)与步骤1.2)设置伴随中子源在大气中伴随输运的蒙特卡罗几何参 数， 建立中子伴随输运模型。 3.根据权利要求2所述的一种基于MC伴随输运的核爆炸中子剂量场高效获取方法， 其 特征在于， S2具体为： 2.1)设置中子伴随输运模型计算方式为多群伴随， 并采用对数插值的方法将多群 中子 结构进行细分处理， 获得中子细分能群， 同时， 计算各中子细分能群的注量 ‑剂量平均转换 系数； 2.2)根据步骤2.1)获得的的中子细分能群及注量 ‑剂量平均 转换系数设置中子伴随输 运模型的抽样能群、 抽样概 率、 计数能群与计数乘子； 2.3)根据步骤2.2)获得的抽样能群、 抽样概率、 计数能群与计数乘子设置中子伴随输 运模型中的源中子 权重wgt1。 4.根据权利要求3所述的一种基于MC伴随输运的核爆炸中子剂量场高效获取方法， 其 特征在于， 步骤2.1)具体为： 2.1.1、 建立 点源‑球面MC计算模型； 2.1.2、 设置该点源 ‑球面MC计算模型的参数； 将点源‑球面MC计算模型的源中子按照中子细分能群进行抽样， 设置每个中子细分能 群的抽样概率均为 1； 将中子细分能群的总数与球面的面积相乘， 作为该模型中源中子的权 重； 设置一个半径为 1cm的球面记录每个中子细分能群的注量； 设置具备点值响应函数的注 量‑剂量转换因子， 用于将记录的注量 转换为剂量； 2.1.3、 根据步骤2.1.2点源 ‑球面MC计算模型的参数， 获得各中子细分能群的计数结权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115270423 A 2果， 并将其作为对应的注量 ‑剂量平均转换系数； 步骤2.2)具体为： 2.2.1、 将中子细分能群设置为中子伴随输运模型的中子抽样能群； 2.2.2、 将步骤2.1.3中获得的各中子细分能群的注量 ‑剂量平均转换系数设置为中子 伴随输运模型的中子抽样概 率； 2.2.3、 将中子细分能群设置为中子伴随输运模型的计数能群； 2.2.4、 将计数乘子均设置为1； 步骤2.3)中所述源中子 权重wgt1具体为： 根据步骤2.2.1至步骤2.2.4可 得源中子 权重wgt1 式中， n为中子抽样能群总数， Rg为中子伴随输运模型的计数能群， g为中子伴随输运模 型的中子抽样概 率。 5.根据权利要求4所述的一种基于MC伴随输运的核爆炸中子剂量场高效获取方法， 其 特征在于， S3具体为： 3.1)将中子伴随输运模型进行网格划分， 并记录每 个网格内的中子伴随注量； 3.2)利用中子伴随注量和网格权窗减方差参数计算公式进行迭代计算， 产生每个网格 的权窗下限参数， 将步骤2.3)中 代入网格权窗减方差参数计算公式： 式中， wth,i为第i个网格的权窗下限参数； λ为权窗上限参数与权窗下限参数的比值； 为第i个网格内的中子伴随注量； 为所有中子伴随注量中的最大值； 3.3)根据步骤3.2)中的网格权窗下限参数wth,i， 利用网格权窗减方差方法求解中子的 伴随输运模型， 获得距离伴 随中子源不同爆高和爆心投影距处的中子伴 随注量， 即为相应 的正向模型中各中子细分能群的中子源 对中子吸 收剂量的重要性 值。 6.根据权利要求1 ‑5任一所述的一种基于MC伴随输运的核爆炸 中子剂量场高效获取方 法， 其特征在于， S4具体为： 4.1)设置一个点源作为 伴随次级γ源； 4.2)在距离伴随次级γ源不同爆高和爆心投影距 处设置多个探测器， 作为中子计数单 元； 4.3)根据步骤4.1)与步骤4.2)设置伴随次级γ源在大气中伴随输运的蒙特卡罗几何 参数， 建立次级γ伴随输运模型。 7.根据权利要求6所述的一种基于MC伴随输运的核爆炸中子剂量场高效获取方法， 其 特征在于， S5具体为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115270423 A 3