应用数学与计算机技术样本

1、应用数学与计算机技术单色器屏蔽的蒙特卡罗模拟计算刘保杰，许淑艳本工作使用蒙特卡罗方法，借助于MCN瞅件包分别计算了在旋转门关闭和打开 时单色器屏蔽体外侧各面的中子、光子泄漏率及剂量。为提高计算效率，在计算中利用几何系统的对称性，使用镜面反射使模型简化 使用分裂及轮盘赌技巧，减小方差，提高计算的精确度。光子-电子耦合输运问题中的方差减小技巧研究郑玉来，许淑艳光子-电子的耦合输运问题在粒子输运问题中占有相当比重，在实验核物理和反应堆物理中大量存在。如探测器（NaI, Ge等）的探测效率及能量沉积谱等参数，一 般采用实验的方法测量。测量时，需各种不同能量的光子源。由于低能光子源（E<0.1 M

2、eV）和高能光子源（E>2.0 MeV）大多寿命较短,获取困难,因而在大多情况下,使 用外推方法获得，准确性较差且实验工作量大。因此，需借助理论计算。由于光子（或电子）入射到系统后，其输运过程是光子-电子的耦合输运过程， 对于如此复杂的问题使用数值方法无法解决，使用蒙特卡罗方法是最行之有效的。对于两种粒子的耦合输运问题，使用蒙特卡罗方法模拟时，采用"字典编辑式 多分支”方法处理。由于该模拟过程非常复杂，国内外相关软件（如MCNPEGS"） 均使用直接模拟方法模拟，尚未使用减小方差技巧。对于有些问题（如小系统或吸收 性较强的系统）计算结果误差大，效率低。本文从光子-电子

3、耦合输运问题的积分方程理论模型出发，将方差减小技巧（如 限制碰撞法、加权法）应用到光子-电子耦合输运的多分枝模拟方法中，并将方差减资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。小技巧引入到EGS欷件包中。经过实例计算,大幅减小了方差,提高了效率124Xe气体靶快中子辐射防护的蒙特卡罗计算许淑艳，丰树强，赵桂植为生产123I建立124Xe气体靶靶室。30 MeV质子由回旋加速器射出,入射到124Xe 气体靶上，经过发生（p, 2n） 和（p, p, n） 反应，产生快中子。本文使用蒙特卡罗 方法，借助于MCN吸GEANT软件包计算了气体靶靶室周围水泥墙的中子泄漏率，为 建立124

4、Xe气体靶靶室的防护问题提供了理论依据。气体靶靶室的结构及靶体的结构示于图 1、2。图1气体靶靶室结构平面示意图图2气体靶靶体结构平面示意图所求物理量为气体靶靶室周围三面水泥墙墙体的中子泄漏率 ，进而计算剂量。计 算万法如下。1） GEANT4 计算使用GEANT软件包计算30 MeV质子与靶体中的介质发生（p, 2n） 和（p, p, n） 反应产生的快中子的能谱、角分布。2） MCNP源抽样程序编写MCN歌件包所需的用户源程序。包括质子由源出发，经过输运，在靶体内与Xe碰撞后发生（p, 2n） 或（p, p, n） 反应，抽样确定快中子的能量及运动方向。3）填写MCNP&入卡片填写

5、MCN歌件包所需的输入文件INP（其中所需的源程序由上1步生成。）4）计算运行MCN执行程序进行计算。本文计算了所设计靶室不同厚度水泥墙的中子泄漏率。水泥墙厚度1.0 m下的计算结果略，不同能级下的中子穿透率示于图3。由以上计算结果可知，将蒙特卡罗方法用于计算124Xe气体靶靶室周围水泥墙中子 泄露率是可行的，它为建立124Xe气体靶靶室的防护问题提供了理论依据。3U能.I： -MeV50600 J0 20图3不同能级下的中子穿透率60Co远程治疗机剂量场分布的蒙特卡罗计算资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。丰树强，刘保杰，程金生1（1中国疾病预防控制中心 辐射防护与

6、核安全医学所）基于60Co放射源的远程治疗机是常见的放疗设备。对治疗机的靶区做精确的剂量 计算有助于确保放疗质量。现今放疗设备剂量分布的计算基本是以半经验解析方法为 主，而半经验解析方法的适用范围是有限的，用蒙特卡罗方法可很好地克服以上缺 陷，因此有必要对蒙特卡罗方法在放射医学领域中的应用作进一步研究，建立一种更为准确和实用的剂量场分布的计算方法。另外，在放疗中剂量数据一般是经过扫描 水箱直接测得，仅代表了射野内某些平面上有限点的数据，对于任意平面上任意点的剂量数据，受测量条件限制，费时费力，且难以保证测量结果的准确性。本工作使 用蒙特卡罗方法，借助于EGS撇件包计算了不同射野下60Co远程治

7、疗机在水膜体中 的三维剂量场分布，获得了比实际测量更多、更全面的三维剂量数据。同时，为提高抽样效率，对源粒子的运动方向采用了解析方法确定。 最后，将得到的计算结果与 用RTS-200S自动扫描水箱测量的离轴齐【J量和中心轴深度剂量比较,二者符合很好。60cos程治疗机机头主要包括源和准直器两部分。 其中60C硼为圆柱形结构,分为 1.17 MeV、1.33 Me的个能级。治疗机白准直器部分如图1所示：包括一级和二级准 直器，控制射线在水膜体中的射野。本工作中采用立方体水膜,几何区域划分如图2 所示。其中，准直器主要为鸨层和空气两个区域。模型中涉及到的介质有水、空气、有机玻璃、鸨，计算前需填写输

8、入卡片USERINP.DAT,计算所需的截面数据由PEGS?序给出。对于源抽样，为提高抽样效率，将采用确定源粒子入射方向的解析方法。 具体做 法是：根据给定的射野，确定准直器的位置以及源粒子直接入射到水膜体表面的最 大角度。源抽样时，为确定源粒子的入射方向，首先抽样确定粒子在60CoS源上的位 置，然后在射野组成的方形区域内抽样，确定粒子入射到水膜体表面的位置，最后 经过几何关系计算相应的方向余弦。图1准直器结构图2物理模型使用该方法时，源粒子的初始权重为1/4 L2（其中L为r* r的长度） 可保证源粒子的入射方向在射野内，从而提高了抽样效率。最后经过记录结果输出程序,可得到水膜体中任一记录

9、单元的沉积能量 转化为剂量，从而得到记录区域剂量场的三维分布。0这样,进而3所示。经计算，可得到任意射野下水膜体区域内剂量场的三维分布。结果如图资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。图3平面剂量和垂直剂量分布a平面剂量；b 垂直剂量为和实验结果进行比较，抽取百分深度剂量和离轴分布剂量数据与实验值进行 对比，结果如图4所示。图4计算结果和RTS-2008M量结果的比较实线一一实验值；虚线一一计算值a4 cmx 4 cm射野百分深度剂量；b4 cmx 4 cm射野10 cm深度离轴分布剂量从图中可看到，蒙特卡罗计算和实验测量得到的百分深度剂量曲线符合较好。 理 论计算值与扫

10、描水箱测量值的最大剂量点基本一致。以上结果表明，用蒙特卡罗方法 计算60cO寸线在水膜体中的剂量分布是可行的，结果是可信的。中国原子能科学研究院计算机网络的升级改造吕建友，乔立言，邵 勇，王建平中国原子能科学研究院计算机网络升级改造工程 3月开始启动，9月完工，并 投入正式运行。网络升级工程包括网络子系统、 服务器子系统、布线系统、信息安全系统、办 公自动化开发系统等5部分。网络子系统采用当前世界上最流行的星型结构的快速以太网，主要网络设备采 用业界最大白厂商一一Cisco公司的先进设备，经过核心层、汇聚层和接入层三个层 次的交换机，构成千兆交换到楼宇,百兆到桌面的通信能力。服务器子系统采用世

11、界知名计算机供应商旧M生产的服务器P系列小型服务器作 为WEB DNS E-mail 应用以及数据库等专用服务器。另外,还购买了数据备份 用的磁盘阵列和磁带机。经过先进的集群和网络存储技术为网络上数据信息的交换、 处理、存储等网络应用提供高性能的、稳定的软硬件平台。布线工程完成了全院90个工号的布线、2 980个信息点的改造与建设。主干网 络采用单模光纤，完成从网络中心到我院科研生产区的 86个工号、 总长度15.1 km 的光缆铺设，保障了主干网千兆的传输；在各工号内经过六类和超五类非屏蔽双绞 线完成了 2 980个信息点的改造与建设，保障了百兆到桌面的网络带宽。信息安全系统实现了网络管理、

12、网络访问控制、 入侵检测、用户认证/授权等管理功能，并建立了防火墙、防病毒系统、网络存储系统智能UPS系统等安全设施。按照院办公自动化系统的要求，开发了具有公文管理、档案管理、会议管理、 人事管理、 行政管理、 项目管理、 公用信息管理和内部邮件等功能的信息管理系 统。改造后的网络系统，为我院建成了一个结构先进、规模宏大、 技术领先、 设备一流、安全可靠的信息交换平台。网络改造项目的完成，使原子能院信息化的基础设施在如下三方面得到了极大 提高，并为原子能院今后的信息化建设提供了广阔的发展空间。1）极大地提升了原子能院信息化的软硬件平台。改造后的网络 ，几乎覆盖了全 院所有工号，主干速度1 000 MB/s,桌面速度100 MB/s。新建成的局域网具有技