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废物固化桶核素分析的蒙特卡罗模拟与实验
1
作者 龚军军 龙淼 +2 位作者 郭卫群 许国德 洪继斌 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第3期69-74,共6页
针对分段扫描法和层析扫描法适用于均匀和不均匀废物包,但测量系统较复杂、昂贵,对测量环境要求较高,耗时较长,电磁干扰比较严重的问题,首先基于放射性废物固化桶内容物分布均匀的特点,提出了一种简捷有效的测量方法,采用溴化镧闪烁探测... 针对分段扫描法和层析扫描法适用于均匀和不均匀废物包,但测量系统较复杂、昂贵,对测量环境要求较高,耗时较长,电磁干扰比较严重的问题,首先基于放射性废物固化桶内容物分布均匀的特点,提出了一种简捷有效的测量方法,采用溴化镧闪烁探测器,配合专门设计的准直器,获取了固化桶内容物放射性核素活度浓度信息;然后,通过蒙特卡罗模拟计算,分析了源探距离、准直器等对探测效率的影响;最后,搭建探测装置,开展了实际放射性废物固化桶现场测量,结果表明:模拟计算结果与实测数据一致性较好。该研究成果可为废物固化桶核素分析提供一种快捷方法和手段。 展开更多
关键词 废物固化桶 核素分析 蒙特卡罗模拟 探测效率
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基于蒙特卡罗模拟的无人机地面风险缓冲区确定方法
2
作者 孟令航 武春雁 +1 位作者 乔雷章 张弘扬 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1290-1297,共8页
无人机坠地范围的精度和置信水平对于客观评估无人机地面风险有重要意义。不确定风场和复杂电磁环境是无人机失效坠地范围不确定性的主要诱因。针对无人机完全失效情况下的质点假设,首先,构建以初始位置和速度为边界值,以风速矢量和初... 无人机坠地范围的精度和置信水平对于客观评估无人机地面风险有重要意义。不确定风场和复杂电磁环境是无人机失效坠地范围不确定性的主要诱因。针对无人机完全失效情况下的质点假设,首先,构建以初始位置和速度为边界值,以风速矢量和初始位置为随机变量的无人机弹道下降动力学模型,通过蒙特卡罗模拟确定无人机失效坠地范围。其次,提出一种确定无人机地面缓冲区包络线的绘制方法,实现对整条无人机航迹地面风险缓冲区的定量化确定。最后,以航大汉来(天津)航空技术有限公司巡检业务航线例对本文提出的方法进行了仿真验证,并与无人机在不同风场和不同运行条件下的缓冲保护区进行对比,研究不确定风场及其运行条件对无人机地面坠毁范围的作用效果,建立不同运行条件下的地面风险缓冲区。结果表明,在飞行速度更大、飞行高度更高、风速更大、风速和风向的标准差更大的条件下运行,无人机失效坠毁产生的坠地范围更广泛,建立的地面风险缓冲区的面积越大。 展开更多
关键词 无人机 地面风险缓冲区 蒙特卡罗模拟 不确定风场 航迹误差
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裂变产物γ辐射剂量场蒙特卡罗模拟
3
作者 商鹏 牛胜利 +3 位作者 朱金辉 李夏至 刘利 左应红 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第10期152-161,共10页
针对随时间变化的裂变产物γ体源在冲击波扰动形成的非均匀大气中的输运问题,采用冲击波流场演化的LAMBR理论计算方法构建冲击波扰动下大气密度分布计算模型,基于辐射输运的时间离散理论,发展了用于计算裂变产物γ辐射场参数的瞬态变步... 针对随时间变化的裂变产物γ体源在冲击波扰动形成的非均匀大气中的输运问题,采用冲击波流场演化的LAMBR理论计算方法构建冲击波扰动下大气密度分布计算模型,基于辐射输运的时间离散理论,发展了用于计算裂变产物γ辐射场参数的瞬态变步长蒙特卡罗模拟方法,并开展了空旷地面条件下~(235)U裂变产物γ辐射环境场流体力学增强效应的模拟计算。计算结果表明,建立的裂变产物γ辐射变步长多时间步MC模拟方法能够反映出冲击波扰动大气密度场对裂变产物γ辐射环境的流体力学增强效应,与静态大气模型相比,流体力学增强效应可使部分位置的总剂量增强2~3倍。 展开更多
关键词 裂变产物 冲击波扰动 蒙特卡罗模拟 流体力学增强
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基于蒙特卡罗模拟的热中子屏蔽性能测试平台设计
4
作者 李多宏 赵冬 +6 位作者 张荣华 唐文偲 王志勇 周志波 韩叶良 李达 贾文宝 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期374-383,共10页
本文提出一种基于“镉差法”的热中子屏蔽性能测试平台。该平台基于^(252)Cf同位素中子源与^(3)He正比计数器。为了使测量误差减小,利用蒙特卡罗模拟对平台中的辐射屏蔽、慢化器、准直器和探测器系统的材料和尺寸进行了优化。以8.84 mm... 本文提出一种基于“镉差法”的热中子屏蔽性能测试平台。该平台基于^(252)Cf同位素中子源与^(3)He正比计数器。为了使测量误差减小,利用蒙特卡罗模拟对平台中的辐射屏蔽、慢化器、准直器和探测器系统的材料和尺寸进行了优化。以8.84 mm厚的铁板为例,测试了不同条件下待测铁板的热中子屏蔽性能,并进行了相应的蒙特卡罗模拟计算。实验结果与模拟结果吻合较好,其差异不超过5%。实验结果的标准误差小于3%,证明了该平台能够准确测量材料的热中子屏蔽性能。 展开更多
关键词 热中子屏蔽性能 镉差法 蒙特卡罗模拟
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基于CUDA实现直接模拟蒙特卡罗方法的并行研究
5
作者 徐兴勤 梁立振 +5 位作者 徐伟 吴浩 邹尚轩 刘婷 刘洋 李浩 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第9期1374-1380,共7页
基于负离子源的中性束注入是未来核聚变点火的重要加热技术,负氢离子束流大小是其重要指标之一,金属铯注入可以有效提高离子源中负氢离子的产额,因此铯在离子源内部的分布对提升束功率具有重要作用。本文借助直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方... 基于负离子源的中性束注入是未来核聚变点火的重要加热技术,负氢离子束流大小是其重要指标之一,金属铯注入可以有效提高离子源中负氢离子的产额,因此铯在离子源内部的分布对提升束功率具有重要作用。本文借助直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法对注铯喷嘴进行模拟计算,研究铯注入量和喷发曲线对离子源内铯分布的影响。针对DSMC方法在中央处理器(CPU)串行计算中效率低的问题,本文基于CUDA架构实现分子运动、网格索引、碰撞计算与统计采样的全GPU并行化。本文通过对比串行和并行计算结果,验证并行程序的正确性,在不同算例均保持良好计算精度的前提下,并行加速比可达到11.6倍,具体并行效率取决于计算规模,最后成功利用这个并行程序实现注铯喷嘴处铯通量分布的数值模拟。 展开更多
关键词 直接模拟蒙特卡罗(DSmc) CUDA GPU 并行计算
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Timepix探测器质子响应的蒙特卡罗模拟
6
作者 陈希普 罗天泺 胡智民 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第2期54-59,共6页
在激光驱动惯性约束聚变实验研究中,质子能谱诊断常用的记录介质CR-39固体径迹探测器在能谱测量方面存在时效性与一致性的缺陷,而具有在线信号获取能力的Timepix探测器能够克服这些问题。为将Timepix探测器应用于内爆质子能谱探测,研究T... 在激光驱动惯性约束聚变实验研究中,质子能谱诊断常用的记录介质CR-39固体径迹探测器在能谱测量方面存在时效性与一致性的缺陷,而具有在线信号获取能力的Timepix探测器能够克服这些问题。为将Timepix探测器应用于内爆质子能谱探测,研究Timepix探测器对质子能量和入射角度的响应十分有必要。在Allpix2框架内,使用蒙特卡罗方法分析了Timepix探测器对不同能量和入射角度质子束的响应。模拟结果显示,以质子能否穿透传感器灵敏区域为区分,Timepix探测器对质子束入射角度与能量的响应规律在簇形态、簇尺寸分布以及簇电荷分布上具有显著差异。当入射质子束能量低于6 MeV时,Timepix探测器探测效率高,且质子入射角度不会对探测器能量响应产生显著影响。 展开更多
关键词 激光聚变 蒙特卡罗模拟 探测器 质子能谱 像素化簇
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CeBr_(3)探测器能量响应补偿的蒙特卡罗模拟研究 被引量：1
7
作者 杨集 刘秋实 +2 位作者 李玉春 刘定夺 陶俊杰 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第2期189-194,共6页
利用CeBr_(3)探测器测量空气比释动能时,为解决探测器在一定能量区间范围内能量响应具有较大能量差异问题,使仪器能量响应系数偏差达到标准要求。采用硬件补偿法对CeBr_(3)探测器探头进行能量响应补偿,使用MCNP5程序,模拟尺寸为Φ40 mm&... 利用CeBr_(3)探测器测量空气比释动能时,为解决探测器在一定能量区间范围内能量响应具有较大能量差异问题,使仪器能量响应系数偏差达到标准要求。采用硬件补偿法对CeBr_(3)探测器探头进行能量响应补偿,使用MCNP5程序,模拟尺寸为Φ40 mm×40 mm的CeBr_(3)晶体在不同补偿模型下的能量响应,比较不同模型下相对能量响应偏差,选取最佳补偿模型。分析模拟结果,在补偿层厚度为6 mm,开孔比例为50%的补偿结构下,探测器的能量响应有极大改善。探测器在60 keV~1.5 MeV能量范围内的能量响应相对于0.662MeVγ射线能量响应偏差为-15%~18%,能够满足标准要求。 展开更多
关键词 CeBr_(3)探测器 能量响应 蒙特卡罗模拟 能量响应补偿 mcNP5
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基于蒙特卡罗模拟的工业遗留地块土壤重金属健康风险评价
8
作者 罗思雅 杨国栋 +2 位作者 陈浪 袁世杰 喻兆琴 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第2期325-334,共10页
为探究土壤重金属污染对人类健康的影响,研究以武汉市某工业遗留地块为研究对象,在健康风险评价的基础上构建蒙特卡罗模拟模型,以此来评价该区域土壤中As、Pb、Ni、Co和V 5种重金属对人类的健康风险。对于儿童和成人而言,致癌风险均可接... 为探究土壤重金属污染对人类健康的影响,研究以武汉市某工业遗留地块为研究对象,在健康风险评价的基础上构建蒙特卡罗模拟模型,以此来评价该区域土壤中As、Pb、Ni、Co和V 5种重金属对人类的健康风险。对于儿童和成人而言,致癌风险均可接受,主要贡献元素为Ni;成人非致癌风险可接受,儿童则有6.68%的概率超出阈值,主要贡献元素为As。在参数敏感性分析中,儿童的体重敏感度最高,成人的皮肤黏附系数敏感度最高。该方法增强了评价结果的准确性,为有针对性地进行土壤重金属污染治理工作提供可靠参考。 展开更多
关键词 蒙特卡罗模拟 土壤 重金属 健康风险评价
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基于蒙特卡罗模拟的金属矿区周边农田土壤重金属健康风险评估
9
作者 曾晓丽 李惠民 +3 位作者 樊艳春 梅子奇 杨秀琼 赵刚 《生态毒理学报》 北大核心 2025年第1期432-439,共8页
为评估赣西北典型金属矿区周边农田的污染特征和人体健康风险,采集了矿区周边农田表层土壤样品,测定了镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)和锌(Zn)8种重金属含量,采用蒙特卡罗模拟的健康风险评估模型进行了土壤重... 为评估赣西北典型金属矿区周边农田的污染特征和人体健康风险,采集了矿区周边农田表层土壤样品,测定了镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)和锌(Zn)8种重金属含量,采用蒙特卡罗模拟的健康风险评估模型进行了土壤重金属健康风险评价。结果表明,除Hg、As和Zn外,研究区土壤重金属Cd、Pb、Cr、Cu和Ni的含量均值均大于土壤背景值,其中Cd、As和Ni均存在超过风险筛选值的样点,超过比率分别为29.17%、4.17%和37.50%;基于蒙特卡罗模拟的概率风险评估结果表明研究区土壤重金属的累积对成人和儿童整体均表现为不存在非致癌风险,存在可接受致癌风险,对儿童的健康风险均高于成人,其中As是致癌风险的主要因素。 展开更多
关键词 重金属 农田土壤 健康风险评价 蒙特卡罗模拟
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近空间飞行环境双原子混合气体黏性干扰平板流动直接模拟蒙特卡罗方法
10
作者 胡佳志 李志辉 李凡 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1737-1744,共8页
近空间飞行器绕流环境一方面表现为连续介质黏性干扰效应严重,另一方面因稀薄间断粒子效应而表现为物面速度滑移、温度跳跃等非平衡流动特点,导致连续流Navier-Stokes方程精细化求解困难。以20°楔角平板绕流为研究对象,借助适于蒙... 近空间飞行器绕流环境一方面表现为连续介质黏性干扰效应严重,另一方面因稀薄间断粒子效应而表现为物面速度滑移、温度跳跃等非平衡流动特点,导致连续流Navier-Stokes方程精细化求解困难。以20°楔角平板绕流为研究对象,借助适于蒙特卡罗方法的经典现象学能量交换模型为基础,通过将全部碰撞视为非弹性,控制转、平动能量参与交换比例缓解内能松弛过快,开发一种限制碰撞能量交换且解耦碰撞分子转动双松弛的直接模拟蒙特卡罗方法计算程序。对比验证程序与统一算法、开源DS2V程序、直接模拟蒙特卡罗-信息保存3种方法在超声速圆柱绕流的计算结果,结果显示,忽略统计波动影响程序能再现精细的流场激波结构且最大误差仅为5.6%;在此基础上模拟马赫数对20°楔角平板的气动力热影响并对比分析程序与二维直接模拟蒙特卡罗方法程序计算速度,发现粒子数密度、温度以及压力在楔角位置明显累计,在考虑飞行器热防护设计时,应重点关注楔角位置;相同计算条件下该程序单位时间步长计算速度相比直接模拟蒙特卡罗方法程序快28.7%。 展开更多
关键词 临近空间飞行环境黏性干扰效应 Borgnakke-Larsen能量松弛模型 直接模拟蒙特卡罗方法 直接模拟蒙特卡罗-信息保存方法 气体动理论统一算法 圆柱绕流 平板扰流 马赫数
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光在沃柑组织中传播的蒙特卡罗模拟和漫反射模式下光谱检测优化
11
作者 欧阳爱国 王阳 +2 位作者 刘燕德 侯佑飞 王观田 《智慧农业(中英文)》 2025年第4期47-57,共11页
[目的/意义]可见/近红外光谱(Visible/Near-Infrared Spectroscopy,Vis/NIRS)技术是一种有效评估沃柑品质的方法,然而沃柑作为一种多层厚皮水果,不同组织层的光学特性(Optical Properties,OPs)会对品质评价产生影响,因此本研究旨在利用... [目的/意义]可见/近红外光谱(Visible/Near-Infrared Spectroscopy,Vis/NIRS)技术是一种有效评估沃柑品质的方法,然而沃柑作为一种多层厚皮水果,不同组织层的光学特性(Optical Properties,OPs)会对品质评价产生影响,因此本研究旨在利用蒙特卡罗方法模拟光在沃柑组织中的传播规律,来优化检测装置的配置。[方法]采用单积分球系统结合逆向加倍法测量了30个沃柑不同组织层(油胞层、海绵层和果肉组织)的光学参数,并结合基于体素的蒙特卡罗(Monte Carlo eXtreme,MCX)对光在沃柑组织内的传播进行模拟。[结果和讨论]光在沃柑组织内以吸收为主,透射的光子占比小于4.2%。随着光源检测器距离的增加,光在沃柑组织中的平均光程和光衰减增加,油胞层、海绵层和果肉组织对检测到信号的贡献率则分别为降低、降低和增加。此外,光学漫反射率随着光源检测器距离的增加而下降。基于模拟结果,建议沃柑品质检测装置的光源-探测器距离应设置在13~15 mm范围内,这一配置能够在确保果肉组织信号贡献率保持较高水平的同时,获得足够强的漫反射信号强度,从而提高检测精度和可靠性。[结论]本研究测量了沃柑组织的OPs,并研究了光在沃柑组织中的传播情况,为开发更精确的沃柑无损检测方法和设备提供了参考依据。 展开更多
关键词 沃柑 光学特性 蒙特卡罗模拟 光传输 漫反射
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基于MC模拟的HPGe探测器效率刻度参数相关性研究 被引量：1
12
作者 李焱 单陈瑜 +1 位作者 顾卫国 王德忠 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期708-716,共9页
高纯锗(HPGe)探测器具有高能量分辨率、高探测效率,广泛用于测量γ射线和X射线的各项物理量。为了提高HPGe探测器的标定效率,本文采用蒙特卡罗(MC)模拟方法模拟了不同晶体尺寸、不同源距和偏心距下HPGe探测器对低、中放废物桶的探测效率... 高纯锗(HPGe)探测器具有高能量分辨率、高探测效率,广泛用于测量γ射线和X射线的各项物理量。为了提高HPGe探测器的标定效率,本文采用蒙特卡罗(MC)模拟方法模拟了不同晶体尺寸、不同源距和偏心距下HPGe探测器对低、中放废物桶的探测效率,基于单一变量法对探测效率进行了统计分析。通过分析,确定了源距、偏心距以及不同偏心距、源距下探测效率与晶体直径的关系。结果表明,不同尺寸晶体的探测效率的变化幅度与偏心距、源距之间均没有明显的关联,仅与HPGe晶体的尺寸有关。进而可以得到一组修正系数用于修正晶体尺寸带来的探测效率的误差。该修正方法在蒙特卡罗模拟下相对误差均在5.5%以内。 展开更多
关键词 高纯锗探测器 蒙特卡罗模拟 探测效率 晶体尺寸
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基于蒙特卡罗模拟的拉萨城区土壤重金属健康风险评价 被引量：10
13
作者 杨博 熊健 +4 位作者 李伟 谢鹏程 杨崛园 黄瑞卿 吕学斌 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1339-1352,共14页
由于城市化的快速发展,城区土壤中重金属(HMs)的污染问题,目前已成为环境和人类健康风险的主要问题之一.为科学地评价城区土壤重金属的健康风险,降低评价结果的不确定性,研究以拉萨城区土壤为研究对象,将蒙特卡罗模拟引入USEPA模型,构... 由于城市化的快速发展,城区土壤中重金属(HMs)的污染问题,目前已成为环境和人类健康风险的主要问题之一.为科学地评价城区土壤重金属的健康风险,降低评价结果的不确定性,研究以拉萨城区土壤为研究对象,将蒙特卡罗模拟引入USEPA模型,构建了土壤重金属不确定性健康风险评价模型.研究表明,拉萨城区表层土壤中Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg的含量均值分别为20.25、66.07、35.90、17.35、22.70、0.10、25.64、0.07 mg·kg^(−1).除As和Zn外,均未超过拉萨市土壤背景值,污染负荷指数(PLI_(zone))为0.83,整体为无污染水平.健康风险评价结果表明,拉萨城区表层土壤中,HMs对儿童和成人的总致癌风险(TCR)分别为1.30×10^(−5)—7.60×10^(−5)和1.03×10^(−5)—8.15×10^(−5),处于可接受水平;总非致癌风险(HI)分别为1.82×10^(−1)—1.27和3.91×10^(−2)—3.57×10^(−1),成人均处于可接受水平,但儿童可能存在3.61%的概率高于风险阈值;其中As是最主要的风险元素,皮肤接触和经口摄入分别是成人和儿童的主要暴露途径,皮肤黏附系数和体重分别是成人和儿童的主要影响参数.该模型可有效的降低健康风险评价中的不确定性,更加精确地反映区域健康风险状况,并能获取优先控制因子和暴露途径等信息. 展开更多
关键词 蒙特卡罗模拟 拉萨城区 土壤 重金属 健康风险评价
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基于蒙特卡罗及博弈赋权法的地热资源潜力与适宜性评估 被引量：1
14
作者 何怡香 丁朋朋 +2 位作者 刘韶华 王明珠 朱磊 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期176-187,共12页
【背景】砂岩孔隙型地热能是一种稳定、高效的清洁能源,但热储层非均质性、勘探不确定性等因素使地热资源量概率评估及适宜性识别等方面仍面临重大挑战。【方法】选取鲁西北平原馆陶组地热为研究对象,采用体积法与蒙特卡罗法开展地热资... 【背景】砂岩孔隙型地热能是一种稳定、高效的清洁能源,但热储层非均质性、勘探不确定性等因素使地热资源量概率评估及适宜性识别等方面仍面临重大挑战。【方法】选取鲁西北平原馆陶组地热为研究对象,采用体积法与蒙特卡罗法开展地热资源潜力不确定性评估;从地热资源特性、地质结构属性、社会经济3个方面建立砂岩热储适宜性多维度指标体系,采用博弈组合赋权法计算指标权重,开展地热资源适宜性定量评价,并通过地热井空间分布对评价结果进行校验。【结果和结论】鲁西北平原馆陶组热储最大概率地热资源量为5.68×10^(17) kJ,折合标准煤1.94×10^(10) t,地热资源量为(4.75~6.32)×10^(17) kJ的概率为90%,平均地热资源丰度为3.35×10^(13) kJ/km^(2);研究区适宜性“较好”及以上面积为5557 km^(2),占比35.63%;适宜性“差”区域占比最低,仅为14.32%;综合资源潜力和适宜性结果,鲁西北平原德州潜断陷为地热勘探开发首选靶区。研究成果可为重点地区地热资源勘探优化和开发目标区域识别提供技术支撑。 展开更多
关键词 地热资源 蒙特卡罗模拟 热储特征 体积法 博弈赋权法 适宜性评价 鲁西北平原
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基于蒙特卡罗模拟的透射式XRD背景的定量分析 被引量：1
15
作者 袁靖茜 黄宁 +2 位作者 何泽 彭博 王鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期441-450,共10页
XRD背景主要来源于空气、装置和样品中光子的散射,XRD分析需准确扣除背景,常用的扣背景方法具有一定的局限。蒙特卡罗模拟可实现光子的甄别与统计,因此可将其用于XRD背景来源的定量分析。相干散射的模拟中需考虑物质的Form Factor,这可... XRD背景主要来源于空气、装置和样品中光子的散射,XRD分析需准确扣除背景,常用的扣背景方法具有一定的局限。蒙特卡罗模拟可实现光子的甄别与统计,因此可将其用于XRD背景来源的定量分析。相干散射的模拟中需考虑物质的Form Factor,这可由Baró等的拟合式、独立原子模型或德拜公式给出;在20 keV能量及透射几何模式下,通过对骨、尼龙、水等物质的XRD模拟,对探测器中光子来源进行了区分和统计。结果表明,德拜公式计算的空气背景大于独立原子模型;空气散射在小角度时背景占比大,随散射角的增加从100%减小至40%以下,而样品中康普顿散射的计数占比则从0增大至60%以上。该方法可对不同样品组成以及复杂装置结构的XRD背景进行定量分析。 展开更多
关键词 蒙特卡罗模拟 XRD背景 Form Factor GEANT4
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噻吩分子及其与异辛烷二元混合物在MCM-22分子筛中吸附的蒙特卡罗模拟 被引量：3
16
作者 张国 白福全 +4 位作者 周欣 刘涛 潘清江 付宏刚 张红星 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第2期218-222,共5页
应用巨正则蒙特卡罗模拟方法研究了噻吩分子以及噻吩与异辛烷混合物在MCM-22分子筛中的吸附和分布.通过模拟获得了噻吩分子在MCM-22分子筛中不同温度(298、363和393K)下的吸附等温线和等量吸附热,以及298K时噻吩和异辛烷分子二元混合物... 应用巨正则蒙特卡罗模拟方法研究了噻吩分子以及噻吩与异辛烷混合物在MCM-22分子筛中的吸附和分布.通过模拟获得了噻吩分子在MCM-22分子筛中不同温度(298、363和393K)下的吸附等温线和等量吸附热,以及298K时噻吩和异辛烷分子二元混合物在MCM-22分子筛中的吸附及分布情况.结果表明,吸附温度和吸附压力对噻吩分子在MCM-22分子筛吸附都有影响,但等量吸附热受温度和吸附量影响较小.对于二元混合物的吸附,噻吩和异辛烷在分子筛中存在竞争吸附过程,噻吩能够大量吸附在MCM-22分子的十元环和超笼中,而异辛烷主要吸附在MCM-22分子筛的超笼系统,从而可以将噻吩分子与异辛烷分子分离开来. 展开更多
关键词 巨正则蒙特卡罗模拟 mcM-22分子筛 噻吩 异辛烷
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耦合变密度地下水流降阶模型与高斯过程的蒙特卡罗模拟 被引量：1
17
作者 夏传安 樊秀峰 +1 位作者 王浩 简文彬 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-13,共13页
变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度... 变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度地下水流降阶模型,利用高斯过程模型对降阶模型的数值误差进行修正组成耦合模型。耦合模型既能克服高斯过程只能模拟有限监测点信息的缺陷,又能提高降阶模型对监测点信息的模拟精度。考虑二维剖面变密度地下水流案例,将渗透系数场设定为空间随机变量,采用基于全阶模型(FSMC)、降阶模型(ROMC)和耦合模型(GP-ROMC)3种蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析。研究结果表明:(1)ROMC能替代FSMC开展不确定性分析;(2)水头和盐度的平均相对二范误差与降阶模型维度的关系可用指数函数描述(决定性系数R2≥0.99);(3)GP-ROMC对监测点信息的模拟精度比ROMC高,GP-ROMC可有效修正降阶模型误差提高蒙特卡罗模拟的精度。研究成果可为地下水建模、不确定性分析、风险评估及参数反演等工作提供重要技术支撑。 展开更多
关键词 地下水 变密度地下水流 降阶模型 高斯过程 蒙特卡罗模拟
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质子治疗对细胞自由基产额影响的蒙特卡罗模拟计算 被引量：1
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作者 刘雨晨 罗思远 +2 位作者 肖万成 何列 王晓冬 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第1期18-27,共10页
随着质子FLASH治疗等新兴放疗技术的发展,细胞受辐照后生物学效应的不确定性成为急需解决的难题。由于缺乏对物理-化学阶段机理的完整理解,目前的模拟工作仍然以调整化学参数使自由基产额与实验数据相匹配为主。作为一个不断发展的蒙特... 随着质子FLASH治疗等新兴放疗技术的发展,细胞受辐照后生物学效应的不确定性成为急需解决的难题。由于缺乏对物理-化学阶段机理的完整理解,目前的模拟工作仍然以调整化学参数使自由基产额与实验数据相匹配为主。作为一个不断发展的蒙特卡罗软件,Geant4能够在纳米尺度上模拟入射粒子在短时间内通过物理和化学相互作用引起水分子辐解的过程。基于Geant4软件构建了一个简易的细胞模型,模拟了细胞靶体内自由基产额受辐射粒子影响的情况,并对靶内自由基产额的变化趋势进行了详细计算。研究表明,随着LET的逐渐增大,自由基OH^(·)的数目占比从25%下降到10%左右。当考虑质子FLASH透射治疗时,使用25%的自由基OH^(·)数目占比作为化学损伤参数去评估细胞DNA损伤将会更为合理。同时,两种活性氧自由基O_(2)^(·)和O_(2)^(-)在超高剂量率下的产额G(t)随模拟时间的发展都出现了不同程度的升高。研究结果阐明了不同治疗深度下细胞靶体内自由基产额随时间和粒子能量的变化情况,揭示了模拟工作中质子FLASH治疗在布拉格峰区和坪区应该采用不同的化学损伤参数。 展开更多
关键词 蒙特卡罗模拟 GEANT4 质子治疗 自由基 FLASH
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EDXRF分析废水溶液中Cd元素的检测条件的MC模拟
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作者 廖先莉 赖万昌 +1 位作者 马书豪 唐琳 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第2期403-409,共7页
工业废水排放是造成水系中重金属元素Cd污染的重要因素,如排放不当可能会造成严重的环境污染,人长期食用Cd污染环境中的农作物或者水生生物,会引起各类疾病,对身体造成严重的伤害,所以及时检测重金属元素Cd含量对工业废水的处理与排放... 工业废水排放是造成水系中重金属元素Cd污染的重要因素,如排放不当可能会造成严重的环境污染,人长期食用Cd污染环境中的农作物或者水生生物,会引起各类疾病,对身体造成严重的伤害,所以及时检测重金属元素Cd含量对工业废水的处理与排放十分重要。与传统检测方法比,能量色散X射线荧光(EDXRF)分析具有速度快、不损坏样品、操作简单、仪器体积小等优点,更加适合应用在工业废水处理现场,实现对工业废水中重金属元素的快速检测,为工业废水的处理提供依据。开展EDXRF法现场快速检测工业废水中Cd元素含量影响因素的研究,检测对象是未经处理流动的工业废水,为了不影响工艺流程,废水样品将流过一段工艺管道,EDXRF检测装置将安装在工艺管道外部,推导了管道为方形管道,X射线源和探测器分别垂直位于方形管道两个相邻平面时,X射线荧光分析的数学模型,仿真分析了不同管道几何参数和“源-样-探”几何位置对待测元素Cd特征X射线照射量率的影响,通过蒙特卡罗方法模拟验证理论分析的准确性,并得出方形管道样品的最佳激发-探测装置及其优化参数。文中根据建立的数学模型进行MATLAB仿真研究,工业废水溶液设定为Cd元素浓度为100000μg·mL^(-1),介质为浓度为1.09 mol·L^(-1)的HNO3的溶液,设定入射光射线能量为40 keV,带入参数计算,得到管道壁材料、管道壁厚、探测器高度、X射线源水平距离对标样中待测元素Cd特征X射线照射量率变化趋势的影响。同时建立蒙特卡罗模型,模拟研究了源出口到样品侧面水平距离与准直器直径、“源-样”距离、“样-探”距离、探测器高度、管道壁厚度和管道壁材料对样品中待测元素Cd特征峰净峰面积和峰背比的影响,得到管道壁厚度在工艺允许的条件下尽可能的薄,常见管道材料选择聚丙稀酸脂塑料作为管道材料更佳,“样-探”距离为1mm,“源-样”距离和探测器高度在客观条件,比如器件几何尺寸,器件固定条件等允许的情况下,越小越好,当源出口到样品侧面水平距离为2.8 mm,准直器直径为2 mm,Cd的特征峰的峰背比和净峰面积会有一个最佳值。 展开更多
关键词 能量色散X射线荧光光谱分析(EDXRF) 蒙特卡罗模拟 快速检测 重金属 废水溶液
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基于MeVisLab与OpenMC的BNCT剂量模拟系统设计
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作者 杨训武 卢棚 +3 位作者 王胜哲 李佳 姜韦 梁立振 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第10期91-98,共8页
硼中子俘获治疗(BNCT)的剂量模拟是其设备研发、药物迭代和临床试验的基石。面向基于临床CT的BNCT剂量模拟与分析需求,本文提出并构建一套全新的BNCT剂量模拟系统:在医学图像处理平台MeVisLab内完成DICOM影像配准、靶区勾画与RTStruct/R... 硼中子俘获治疗(BNCT)的剂量模拟是其设备研发、药物迭代和临床试验的基石。面向基于临床CT的BNCT剂量模拟与分析需求,本文提出并构建一套全新的BNCT剂量模拟系统:在医学图像处理平台MeVisLab内完成DICOM影像配准、靶区勾画与RTStruct/RTDose接口;以开源OpenMC蒙特卡罗程序为引擎执行中子输运模拟,实现医学图像亨氏单位(HU)值与材料映射与可变网格计算。经本系统模拟临床CT数据验证表明,肿瘤靶区22 cm深度处硼剂量占总剂量80.9%。该系统以周级开发周期和较低的许可证成本,为BNCT剂量模拟提供了高效的计算工具,并为科研教学中的BNCT剂量模拟提供了参考框架。 展开更多
关键词 硼中子俘获治疗 剂量模拟系统 MeVisLab Openmc 蒙特卡罗模拟
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