MC法模拟计算石墨空腔电离室壁修正因子
发布时间：2021-08-30 05:53
为探讨石墨空腔电离室壁修正因子的确定方法,本文利用MC模拟计算方法对美国国家空气比释动能基准组中的NIST10cm3和NIST30cm3球形石墨空腔电离室的壁修正因子进行了计算模拟。实验采用60Co和137Csγ作为射线源,进行"等效壁厚"模拟以及MC直接计算模拟。两种模拟方法得到的计算结果与NIST发布的值相差均在0.1%内。本次实验的结论为"等效壁厚"模拟方法与直接计算模拟方法经验证均能作为壁修正因子的确定方法。
【文章来源】：核电子学与探测技术. 2020,40(01)北大核心
【文章页数】：4 页
【图文】：
图１电离室简化模型??
５?１０?１５??心效壁１９／ｍｍ??２０??参考Ｒｏｅｓｃｈ的理论，电离电子产生的平均??能量相当于等效质量壁厚，在６°Ｃｏ射线源下??Ｋｃｅｐ?取?０．?９９７，１３７Ｃｓ?射线源下?Ｋｅｅｐ?取?０．?９９５。??４．５??４．４５??４．４??０?５?１０?１５?２０??有效壁厚／ｍｍ??图２等效壁厚一剂贵拟合结果??（ａ）６＜）Ｃ〇ｙ射线源下的拟合曲线｝??（ｂ）１３７Ｃｓｙ射线源下的拟合曲线。??２蒙卡直接计算模拟??Ｋ？ａｌｌ的蒙特卡罗模拟计算方法是，采用所??模拟得到的能谱文件作为放射源，在ｃａｖｓｐｈｎｒｃ??程序中计算当室壁内没有光子衰减或散射时，??气腔内的剂董与气腔内气体的剂量之比??（Ｄｇａｓ）与存在衰减和散射的气腔内的Ｄｇａｓ??之比。??根据定义，电离室因子可分解为壁衰??减修正因子Ｋａ，，和壁散射修正因子Ｋ，，，两部??分其计算公式如下：??Ｋ?ｗ．丨丨＝Ｋ?ａｔ，?Ｋ＂?ｓｃ?（８）??ｉ?ｔｏｔ?｜?ｉ??（１）煤质截面数据库的生成。??截面数据库主要涉及的参量有煤质的成??分、组分、密度、物理状态，光子和电子在煤质中??的最低最高截止能量。??（２）能量输运过程。??对于壁修正因子的模拟核心在于区分几个??能量，即初级能量、衰减能量、次级能量。普遍??的能量输运过程如图３所示。??图３为一个光子的能量运输过程：初级能??量在经过石墨壁以后会衰减为次级能量，消耗??掉的那部分能量则称衰减能量。而后光子会在??空腔中激发电子就是探测到的次级能量。??３不同方法求得壁修正因子Ｋｗａｌｌ值的??结果??表３为本次实验运用ＭＣ
??之比。??根据定义，电离室因子可分解为壁衰??减修正因子Ｋａ，，和壁散射修正因子Ｋ，，，两部??分其计算公式如下：??Ｋ?ｗ．丨丨＝Ｋ?ａｔ，?Ｋ＂?ｓｃ?（８）??ｉ?ｔｏｔ?｜?ｉ??（１）煤质截面数据库的生成。??截面数据库主要涉及的参量有煤质的成??分、组分、密度、物理状态，光子和电子在煤质中??的最低最高截止能量。??（２）能量输运过程。??对于壁修正因子的模拟核心在于区分几个??能量，即初级能量、衰减能量、次级能量。普遍??的能量输运过程如图３所示。??图３为一个光子的能量运输过程：初级能??量在经过石墨壁以后会衰减为次级能量，消耗??掉的那部分能量则称衰减能量。而后光子会在??空腔中激发电子就是探测到的次级能量。??３不同方法求得壁修正因子Ｋｗａｌｌ值的??结果??表３为本次实验运用ＭＣ模拟得到的全部??实验结果，其中包括两种射线源在两种不同模??拟方法下得到的结果。从表３中得出的结果可??以看出“等效壁厚”模拟与直接计算模拟所得??的壁修正因子与ＮＩＳＴ所给推荐值偏差??均在０．?１?％以内。??表３?Ｋｗ，值的结果??６°Ｃｏ?射线源下?ＮＩＳＴｌＯｃｍ３?ＮＩＳＴ３０?ｃｍ３??“等效厚度”模拟外推??１．?０２４３??１．?０２５５??蒙特卡？罗方法计算??１．?０２３?８５??１．?０２５９??ＮＩＳＴ推荐值??１．?０２３６??１．０２６??１３７Ｃｓ射线源下??ＮＩＳＴ１０?ｃｍ３??ＮＩＳＴ３０?ｃｍ３??“等效颅度”校拟外推??１．０３１２??１．?０３２８??紫特卡罗方法计算??１．０３１?９５??１．?０３４３??ＮＩＳＴ推荐值??１
【参考文献】：
期刊论文
[1]γ射线空气比释动能测量不确定度分析[J]. 李德红,成建波,王培玮,李兴东,郭彬. 计量学报. 2016(04)
[2]圆柱型空腔电离室修正系数的Monte Carlo模拟与实验验证[J]. 邬蒙蒙,李德红,王培伟. 计量学报. 2016 (02)
[3]球形石墨空腔电离室壁修正因子的测量与验证[J]. 胡家成,杨小元,杨元第,樊铁栓,黄斐增,刘鉴常,孙吉宁,叶卫国. 中华放射医学与防护杂志. 2005(06)
本文编号：3372195
【文章来源】：核电子学与探测技术. 2020,40(01)北大核心
【文章页数】：4 页
【图文】：
图１电离室简化模型??
５?１０?１５??心效壁１９／ｍｍ??２０??参考Ｒｏｅｓｃｈ的理论，电离电子产生的平均??能量相当于等效质量壁厚，在６°Ｃｏ射线源下??Ｋｃｅｐ?取?０．?９９７，１３７Ｃｓ?射线源下?Ｋｅｅｐ?取?０．?９９５。??４．５??４．４５??４．４??０?５?１０?１５?２０??有效壁厚／ｍｍ??图２等效壁厚一剂贵拟合结果??（ａ）６＜）Ｃ〇ｙ射线源下的拟合曲线｝??（ｂ）１３７Ｃｓｙ射线源下的拟合曲线。??２蒙卡直接计算模拟??Ｋ？ａｌｌ的蒙特卡罗模拟计算方法是，采用所??模拟得到的能谱文件作为放射源，在ｃａｖｓｐｈｎｒｃ??程序中计算当室壁内没有光子衰减或散射时，??气腔内的剂董与气腔内气体的剂量之比??（Ｄｇａｓ）与存在衰减和散射的气腔内的Ｄｇａｓ??之比。??根据定义，电离室因子可分解为壁衰??减修正因子Ｋａ，，和壁散射修正因子Ｋ，，，两部??分其计算公式如下：??Ｋ?ｗ．丨丨＝Ｋ?ａｔ，?Ｋ＂?ｓｃ?（８）??ｉ?ｔｏｔ?｜?ｉ??（１）煤质截面数据库的生成。??截面数据库主要涉及的参量有煤质的成??分、组分、密度、物理状态，光子和电子在煤质中??的最低最高截止能量。??（２）能量输运过程。??对于壁修正因子的模拟核心在于区分几个??能量，即初级能量、衰减能量、次级能量。普遍??的能量输运过程如图３所示。??图３为一个光子的能量运输过程：初级能??量在经过石墨壁以后会衰减为次级能量，消耗??掉的那部分能量则称衰减能量。而后光子会在??空腔中激发电子就是探测到的次级能量。??３不同方法求得壁修正因子Ｋｗａｌｌ值的??结果??表３为本次实验运用ＭＣ
??之比。??根据定义，电离室因子可分解为壁衰??减修正因子Ｋａ，，和壁散射修正因子Ｋ，，，两部??分其计算公式如下：??Ｋ?ｗ．丨丨＝Ｋ?ａｔ，?Ｋ＂?ｓｃ?（８）??ｉ?ｔｏｔ?｜?ｉ??（１）煤质截面数据库的生成。??截面数据库主要涉及的参量有煤质的成??分、组分、密度、物理状态，光子和电子在煤质中??的最低最高截止能量。??（２）能量输运过程。??对于壁修正因子的模拟核心在于区分几个??能量，即初级能量、衰减能量、次级能量。普遍??的能量输运过程如图３所示。??图３为一个光子的能量运输过程：初级能??量在经过石墨壁以后会衰减为次级能量，消耗??掉的那部分能量则称衰减能量。而后光子会在??空腔中激发电子就是探测到的次级能量。??３不同方法求得壁修正因子Ｋｗａｌｌ值的??结果??表３为本次实验运用ＭＣ模拟得到的全部??实验结果，其中包括两种射线源在两种不同模??拟方法下得到的结果。从表３中得出的结果可??以看出“等效壁厚”模拟与直接计算模拟所得??的壁修正因子与ＮＩＳＴ所给推荐值偏差??均在０．?１?％以内。??表３?Ｋｗ，值的结果??６°Ｃｏ?射线源下?ＮＩＳＴｌＯｃｍ３?ＮＩＳＴ３０?ｃｍ３??“等效厚度”模拟外推??１．?０２４３??１．?０２５５??蒙特卡？罗方法计算??１．?０２３?８５??１．?０２５９??ＮＩＳＴ推荐值??１．?０２３６??１．０２６??１３７Ｃｓ射线源下??ＮＩＳＴ１０?ｃｍ３??ＮＩＳＴ３０?ｃｍ３??“等效颅度”校拟外推??１．０３１２??１．?０３２８??紫特卡罗方法计算??１．０３１?９５??１．?０３４３??ＮＩＳＴ推荐值??１
【参考文献】：
期刊论文
[1]γ射线空气比释动能测量不确定度分析[J]. 李德红,成建波,王培玮,李兴东,郭彬. 计量学报. 2016(04)
[2]圆柱型空腔电离室修正系数的Monte Carlo模拟与实验验证[J]. 邬蒙蒙,李德红,王培伟. 计量学报. 2016 (02)
[3]球形石墨空腔电离室壁修正因子的测量与验证[J]. 胡家成,杨小元,杨元第,樊铁栓,黄斐增,刘鉴常,孙吉宁,叶卫国. 中华放射医学与防护杂志. 2005(06)
本文编号：3372195
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3372195.html
