基于并行技術(shù)的外照射劑量實(shí)時(shí)精確評(píng)估方法研究.pdf

1、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?；谔摂M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

2、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

3、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