發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 01:58

　　 涉核作業(yè)人員的外照射防護(hù)是輻射安全重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一�；�于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核與輻射環(huán)境下人員作業(yè)過(guò)程仿真和劑量預(yù)評(píng)估已被應(yīng)用于涉核作業(yè)方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化中。作業(yè)過(guò)程仿真中的劑量評(píng)估方法多是以降低計(jì)算精度為代價(jià)來(lái)確保計(jì)算效率,無(wú)法實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)劑量評(píng)估,亦無(wú)法用于多角色個(gè)人有效劑量的評(píng)估。 為解決上述問(wèn)題,本文基于單機(jī)多核并行技術(shù)和GPU并行技術(shù)進(jìn)行了基于體素模型的外照射實(shí)時(shí)劑量評(píng)估方法的并行研究。分解其中時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)較大的且符合并行計(jì)算特點(diǎn)的任務(wù),首先由線程并行完成器官對(duì)應(yīng)的通量劑量轉(zhuǎn)換因子的讀取和計(jì)算,負(fù)責(zé)計(jì)算器官的體素的全部線程通過(guò)共享存儲(chǔ)方式調(diào)用計(jì)算結(jié)果；由單一線程完成輻射場(chǎng)數(shù)據(jù)信息的獲取和計(jì)算,通過(guò)共享存儲(chǔ)方式完成全部線程對(duì)該計(jì)算結(jié)果的拷貝。其次將參與計(jì)算的體素的世界坐標(biāo)位置的索引任務(wù)均分給每個(gè)線程,線程負(fù)責(zé)計(jì)算體素所對(duì)應(yīng)的劑量值。最后通過(guò)線程歸并體素的劑量值來(lái)計(jì)算敏感器官或組織的當(dāng)量劑量,單人人體有效劑量的計(jì)算由單一線程完成,多角色個(gè)人有效劑量的計(jì)算任務(wù)由線程并行分解。最終實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)劑量評(píng)估方法并擴(kuò)展成多人協(xié)作時(shí)的多角色個(gè)人有效劑量和集體劑量的評(píng)估方法。 本文選取國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)發(fā)布的ICRP110號(hào)報(bào)告中公開(kāi)的最新的ICRP體素模型為計(jì)算模型,以加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)散裂靶更換方案仿真為例,實(shí)時(shí)計(jì)算作業(yè)人員的器官當(dāng)量劑量、最大劑量率和人體有效劑量,實(shí)現(xiàn)27個(gè)敏感器官或組織的當(dāng)量劑量的計(jì)算和人體有效劑量的實(shí)時(shí)計(jì)算,一次計(jì)算時(shí)間在15毫秒,滿足實(shí)時(shí)仿真要求的40毫秒以內(nèi)。驗(yàn)證了實(shí)時(shí)劑量評(píng)估算法的正確性和實(shí)用性,同時(shí)驗(yàn)證了靶窗更換方案的合理性和可行性�；�于并行技術(shù)的外照射實(shí)時(shí)劑量評(píng)估方法可以輔助設(shè)計(jì)和優(yōu)化涉核工作方案,為降低輻射環(huán)境下工作人員受到的輻射危害提供了一種有效的解決方案。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TL75
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 小結(jié)
    1.3 研究目標(biāo)和意義
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究意義
    1.4 論文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第2章 理論與技術(shù)基礎(chǔ)
    2.1 輻射防護(hù)相關(guān)理論
        2.1.1 輻射防護(hù)的目的與原則
        2.1.2 電離輻射劑量學(xué)相關(guān)概念
        2.1.3 高精度劑量評(píng)估人體模型
    2.2 計(jì)算機(jī)并行技術(shù)
        2.2.1 單機(jī)多核并行技術(shù)
        2.2.2 GPU并行技術(shù)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于單機(jī)并行的外照射人體劑量實(shí)時(shí)仿真評(píng)估方法
    3.1 引言
    3.2 基于單機(jī)多核并行的外照射人體劑量評(píng)估方法
        3.2.1 方法研究與設(shè)計(jì)
        3.2.2 詳細(xì)流程設(shè)計(jì)
        3.2.3 具體功能實(shí)現(xiàn)
        3.2.4 測(cè)試與分析
    3.3 基于GPU并行的外照射人體劑量實(shí)時(shí)評(píng)估方法
        3.3.1 方法研究與設(shè)計(jì)
        3.3.2 詳細(xì)流程設(shè)計(jì)
        3.3.3 具體功能實(shí)現(xiàn)
        3.3.4 測(cè)試與分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)的應(yīng)用與測(cè)試
    4.1 ADS系統(tǒng)散裂靶更換例題介紹
    4.2 實(shí)時(shí)劑量評(píng)估方法的應(yīng)用場(chǎng)景搭建
        4.2.1 虛擬仿真
        4.2.2 場(chǎng)景搭建
    4.3 實(shí)時(shí)劑量評(píng)估方法的應(yīng)用測(cè)試
        4.3.1 基于單機(jī)多核并行的劑量評(píng)估方法的應(yīng)用測(cè)試
        4.3.2 基于GPU并行的劑量評(píng)估方法的應(yīng)用測(cè)試
        4.3.3 結(jié)果討論與分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2889527