輻射加工吸收劑量數(shù)學建模方法的選擇和使用指南

1輻射加工吸收劑量數(shù)學建模方法的選擇和使用指南本標準規(guī)定了用于計算輻射加工吸收劑量常見的五種數(shù)學建模方法的選擇子、來自電子加速器的高能電子或由電子轉靶產(chǎn)生的X射線的空間劑GB/T3102.10核反應和電離輻射的GB/T16509輻射加工劑量測量不確定度描述粒子密度以及能量、方向和粒子類型在任意點分根據(jù)輻射與物質(zhì)相互作用的物理定律對輻射場傳播進行的2使用包含隨機變量的數(shù)學方程來描述或概括所研究系統(tǒng)中的物理過程利用輸運方程直接計算輻射源和邊界條件作用下的全空間輻射場的數(shù)將運動方向分成有限個離散坐標角的輸運方程近似數(shù)值解的確定性方法。3注：蒙特卡羅方法的固有抽樣不確定度可以通過對模擬歷史數(shù)量的統(tǒng)計抽樣技術估計為A類不確定度。對于沒有偏倚的計算，統(tǒng)計不確定度按歷史數(shù)的平方根不確定度可以通過分析技術來估計。B類不確定度可能是由于模擬輻照容器與實際輻照容器的幾何形狀和材料計算結果的不確定度uncertaintyofcalculat用于將較大的區(qū)域分割成較小片段的幾何描述，用于44常用的數(shù)學建模方法4.1.1常見的五種數(shù)學建模方法：蒙特卡羅方法、點核法、離散坐標法、4.1.3經(jīng)驗方法和半經(jīng)驗方法是基于特定系4.1.4粒子輸運的數(shù)學方法可用于估計小體積或點的吸收劑量，通常使用水吸收劑量來表示被照材料4.2蒙特卡羅方法4.2.1蒙特卡羅方法用于模擬電子、光子從源到劑量記錄體積的輸運過程。a)在幾何上應用時，由于厚屏蔽、復雜迷宮和空腔等因素會造成注量大幅度減少；4.2.5A類不確定度：蒙特卡羅方法中，由于抽樣引起的吸收劑量計算值的固有不確定度可4.2.6B類不確定度：可通過分析技術進行估算，量的參數(shù)值，并重新運行計算以比較結果）。計算的各種不確定4.3確定性方法54.3.1該方法使用解析方程來計算目標材料的粒子注量率，對于不能直接求解的復雜方程，可使用迭4.3.2離散坐標法可用于電子和光子[1-2]。通過求解積分和偏導數(shù)項中都包含的輸運方程來計算劑4.3.4確定性方法比蒙特卡羅方法計算更快，并4.3.5點核法處理的精度與蒙特卡羅計算的精度相當[6]。4.3.6確定性方法沒有給出統(tǒng)計不確定度的固有估計，迭代法易受數(shù)值a）用于創(chuàng)建物理模型和截面的近似值(例如b）表示空間、角度中連續(xù)問題的效果以及在所有這些變量中具有有4.4經(jīng)驗和半經(jīng)驗方法4.4.1經(jīng)驗方法通常涉及將分析函數(shù)擬合到實驗測量或使用其他方法的計算。模型方程通常限于特定質(zhì)中電子的范圍、能量損失[8]和不同材料中的深度劑4.4.2半經(jīng)驗方法通過擬合參數(shù)使得模型滿足一個或多個物理定律或規(guī)則。該方法提通常該方法基于軟件的可變參數(shù)輸入程序，可以使用方4.4.5這兩種方法的不確定度都受到產(chǎn)品不均勻度、劑量計位置以及與劑量測量相關不確定度等因素5.1計算機設備和軟件65.3設施和輻照物品5.3.1應獲得輻照設施的詳細圖紙，以在模型中能夠描述計算空間內(nèi)各組成部分的尺寸及材料。建模5.3.3應記錄源的類型(電子或光子)、能譜、輸出角分布、尺寸和強6.1.2易于應用的為經(jīng)驗方法和半經(jīng)模擬源能量、密度和原子數(shù)(Z)的變化。允許在不可能進行測量的情況下進行劑量預測，但計6.1.3確定性方法(點核法和離散坐標法)，包含較多的物理知識和運用經(jīng)驗。該類方法基于），7但計算需要相當長的時間才能獲得期望的精），N/AN/A慢中快快N/AN/AN/AN/A低高高中N/AN/A6.2.2模型中包含的細節(jié)或精細程度將影響建模方法的選擇。如果描述對象為均勻材料的區(qū)域，6.2.3建模的主要工作包括輸入文件中三維幾何問題的描述、運行和輸出文件的處理。不同建模6.2.4建模方法的選擇應基于內(nèi)部和外部建模專業(yè)知識、模型的測試歷史以及經(jīng)過確認和驗證的c)盡量選擇使用劑量測量數(shù)據(jù)比對過的代碼，具體參照第7節(jié)有關驗證8果與對應的劑量測量結果進行比較，測量和計算之間的7.2預期使用的模型應盡可能與基準示7.4劑量測量可以用來微調(diào)當前系統(tǒng)的模型，應當由合格的人員執(zhí)行該7.5修訂過的模型或代碼也應經(jīng)過確認和驗證，至少應使用以前運行的輸入文件的輸出來驗證更新的8.1吸收劑量數(shù)學計算存在不確定度。計算準確度可以通過吸收劑量數(shù)學計算結果和吸收劑量測量結8.2蒙特卡羅方法提供了統(tǒng)計不確定度的估計。8.3對待解決事項的描述不充分和編碼錯誤是不確定度的主要來源。輻照產(chǎn)品的幾何結構和組成材料料的組合、有限的入射角或無法以伴隨模式運行蒙特卡羅9記錄和歸檔9結果、所有參與計算人員的身份。確保所有的紙質(zhì)記錄和電子記錄得到適當?shù)谋?.2輸入文件9.2.1所有相關的輸入?yún)?shù)、輸入文檔都應包含在建模項9.2.2模型應依照裝置的設計數(shù)據(jù)，例如輻照容器材料及尺寸、輻射9.2.3輸入?yún)?shù)還可以包括但不限于諸如指定源分布、分區(qū)描述、空間網(wǎng)格、離散角度、能量截止和9.3輸出文件9.3.1所有相關的輸入和輸出文檔都應該包含在建模項目執(zhí)行結果相關聯(lián)的文件中。9.3.3應存儲足夠的信息（例如，所有操作系統(tǒng)軟件、建模軟件、編譯器和電子表格及數(shù)據(jù)分析工具9.4輸出后文件9.5確認文件A.1.4允許通過幾何上的對稱來簡化待解決事項，類似鏡面對稱。A.2光子源模型的建立A.3.1對于電子束源，模型通常包括鈦窗箔、掃描角度、產(chǎn)品以及傳送系統(tǒng)的金屬部件等，這些要素的能量通常取決于加速電壓，并且可根據(jù)特定設備的能譜特A.4產(chǎn)品移動A.4.3放射性同位素光子源，通常可以按照實際的結構方式建模，計算劑A.5使用均質(zhì)產(chǎn)品的設施模型A.6使用特定產(chǎn)品的設施模型度、反向散射最大值的大小和位置可能會在產(chǎn)品中移動得更A.7劑量計模型A.7.1均質(zhì)產(chǎn)品或異質(zhì)產(chǎn)品可被劃分為若干個子區(qū)域來確定劑量分布。計算結果必須與實際產(chǎn)品中對A.7.2在某些情況下，劑量計可能是一個較大的物體，可直接建立劑量計模型。在產(chǎn)品幾何結構中準確定位劑量計對于模型計算和實驗測量之間的驗證有效性至關重要，尤其是電子束裝置。幾何結構中的實際位置，這決定了與劑量計放置相關的劑量A.7.4劑量計算的結果必須通過輻照特定位置含有劑量計的產(chǎn)品來驗證[16-18]。A.8劑量計算D(KGY)