蒙特卡羅方法在GM計(jì)數(shù)管優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文基于蒙特卡羅方法,嘗試?yán)妹商乜_軟件MCNP進(jìn)行核輻射探測(cè)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,最終目的是提高核輻射探測(cè)器工程設(shè)計(jì)應(yīng)用水平和速度。論文按內(nèi)容分主要包括兩個(gè)部分,在第一部分中首先簡(jiǎn)單介紹蒙特卡羅思想方法和發(fā)展現(xiàn)狀;其次重點(diǎn)描述基于Windows操作系統(tǒng)的MCNP并行計(jì)算集群的硬件搭建和軟件配置,并利用批處理編寫(xiě)了簡(jiǎn)單靈活有效的集群管理使用軟件包;最后以相關(guān)的GM計(jì)數(shù)管的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及核輻射屏蔽計(jì)算共兩個(gè)計(jì)算例子對(duì)集群系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性和加速

2、比測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明集群穩(wěn)定性能很好,經(jīng)過(guò)超過(guò)70小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)計(jì)算無(wú)任何故障出現(xiàn),另外CPU單位計(jì)算核心效率也很高,平均效率超過(guò)90％,最高可達(dá)98%,可以滿足工程設(shè)計(jì)快速計(jì)算的需要。在第二部分中首先簡(jiǎn)要介紹了GM計(jì)數(shù)管的工作機(jī)制,并進(jìn)行了現(xiàn)狀分析,然后給出了基于蒙特卡羅方法的設(shè)計(jì)研究模型,其次在研究模型的基礎(chǔ)上根據(jù)某種型號(hào)的GM計(jì)數(shù)管的具體參數(shù),結(jié)合描述參考刻度源如137Cs的面源,編寫(xiě)MCNP程序輸入文件,利用第一部分中搭建的計(jì)

3、算平臺(tái),進(jìn)行GM計(jì)數(shù)管虛擬設(shè)計(jì)。其基本過(guò)程是根據(jù)GM計(jì)數(shù)管的工作機(jī)制,模擬計(jì)數(shù)管敏感區(qū)的能量沉積問(wèn)題,獲得計(jì)數(shù)管的能量響應(yīng)曲線,并與同一類(lèi)型在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中得出的GM計(jì)數(shù)管的能量響應(yīng)曲線進(jìn)行對(duì)比,確認(rèn)了MCNP模擬的正確性和準(zhǔn)確性,表明利用蒙特卡羅方法及軟件代替許多工程設(shè)計(jì)中間實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是可行的。最后在模擬裸管的基礎(chǔ)上,增加包殼,通過(guò)改變包殼材料、形狀、厚度進(jìn)行海選計(jì)算,根據(jù)得到的能量響應(yīng)曲線,最后得到了若干最優(yōu)設(shè)計(jì),并給出了一系列的相關(guān)結(jié)論