輻射防護設計與劑量計算軟件THUDose的研發與應用

羅熹宇，邱 睿，武 禎, 2?，馬銳垚，鄢書暢，張 輝，李君利

(1. 清華大學 工程物理系，北京100084;2. 同方威視技術股份有限公司，北京100084)

隨著輻照裝置和探測器的廣泛應用，對設備的劑量分布、屏蔽設計和探測效率等進行精確的計算和評估顯得越來越重要。由于經驗計算和實驗測試工作量大、成本高、精確度要求和可重復性低，因此需要更優化的方法來解決這類問題。蒙特卡羅方法作為一種以概率統計理論為指導的數值計算方法，應用于輻射劑量分布計算和探測效率研究領域，具有較高的精確性和靈活性。基于蒙特卡羅方法開發的計算模擬工具有很多，如Geant4[1-2]、FLUKA[3-4]和MCNP[5-6]等，這些工具的準確性都經過了多年的驗證，但是需要花費一定的時間或者具備一定的編程功底才能熟練地使用這些軟件。目前國內也開發了一些專用的粒子輸運蒙特卡羅計算軟件，但都有各自針對的特定領域，存在自身的一些局限。中國科學院核能安全技術研究所研發的SuperMC[7]、北京應用物理與計算數學研究所研發的JMCT[8]、生態環境部核與輻射安全中心研發的RshieldMC[9]等蒙特卡羅計算軟件主要用于反應堆工程中的中子學計算，清華大學開發的NUCRPD[10]主要應用于集裝箱檢測輻射成像系統領域，專門應用于輻射劑量計算、針對輻照系統屏蔽設計和探測系統參數核算而開發的蒙特卡羅軟件尚不成熟。鑒于此，清華大學工程物理系輻射防護及環境保護研究室基于Geant4工具，研發了國產蒙特卡羅輻射……