光在分层散射介质中传输行为的蒙特卡罗模拟研究

建立了光在发层散射介质中传输行为的蒙特卡罗模型,计算了皮肢层状结构的光传输特性,考虑联折射率不匹配带来的影响及不同光束特性（如均匀分布平面光场、高斯光束、光纤光束）对传输行为的影响,分析了分界面处光通量的传输特性,给出了不同特性光束的生物组织的表面漫射率曲线,比较了高斯光束和平面光场的卷积结果。     

圆锥形X光导管的传输特性研究

利用光线追迹原理建立的圆锥形X光导管的计算模型,对圆锥形X光导管传输特性进行了系统的理论研究。通过对X射线经过锥管的光强分布计算,得到光源尺寸和锥管入口直径共同影响光强分布形式的结论。计算了锥管功率密度增益K随距离锥管出口不同位置f2的变化规律。研究了功率密度增益随光源尺寸的变化规律。最后以等效距离为标准讨论了锥管的优化设计。     

X光导管传输性能实验研究

建立了一套高精度的Ｘ光导管传输性能测试系统,对单管和复合管在Ｘ光能量为５￣３０ｋｅＶ范围内的传输性能进行了系统的实验研究。结果表明：单管对像能Ｘ光有良好的传输性能,复合管具有宽波段的传输特性。     

锥形光纤中光波传输特性的蒙特卡罗模拟

为了分析锥形光纤中光子流的传输特性和空间分布特性,采用了蒙特卡罗算法对其进行了模拟仿真,得到了大量光子经过锥形光纤后的光子分布图.模拟实验结果表明,通过锥形光纤的大量光子集中在探测器中心,到达探测器某一位置的光子数随着该位置到探测器中心距离的增加而减少,并且在锥形光纤锥度比一定的条件下,改变锥形光纤长度,光强度随着长度的增加而下降,但通过锥形光纤的光子分布是一样的.这些研究结果对锥形光纤的设计和实际应用提供了重要依据.     

X射线在毛细导管中传输的理论研究

给出了X射线在毛细导管中传输特性的简明而系统的理论描述.在这个理论描述的基础上,建 立了X射线在毛细导管中传输的计算模型,编制了X射线在毛细导管中传输的计算程序.利用 编制的X射线在毛细导管中传输计算程序得到的数值结果和实验结果符合得很好. 关键词： 毛细导管 X射线 传输模型     

高功率密度软X射线在X光导管中传输效率测量

为优化软X射线聚束透镜设计参数,使之与等离子体辐射源组合来获得洁净的高功率密度宽能带的软X光束,在西北核技术研究所的强光一号加速器装置上,对高功率密度的软X射线（6×106～1.5×107 W/cm2）在X光导管中的传输特性进行研究。研究结果表明：对于DM308型号玻璃材料拉制成的X光导管,在该功率密度范围内,软X射线在X光导管中的传输没有出现非线性效应,随着入射软X射线功率密度的提高,出射软X射线功率密度基本成线性增大;当入射软X射线的功率密度为1.2×107 W/cm7时,实验中获得X光导管的平均传输效率达到了16.3%。在强光一号加速器装置上,使用由该规格X光导管制作的软X射线聚束透镜与钨丝阵Z-pinch等离子体辐射源组合,获得了功率密度达2.1×109 W/cm2的宽能带的软X光源。     

高功率密度软X射线在X光导管中传输效率测量

为优化软X射线聚束透镜设计参数,使之与等离子体辐射源组合来获得洁净的高功率密度宽能带的软X光束,在西北核技术研究所的强光一号加速器装置上,对高功率密度的软X射线（6×10^6～1．5×10^7W／cm^2）在X光导管中的传输特性进行研究。研究结果表明：对于DM308型号玻璃材料拉制成的X光导管,在该功率密度范围内,软X射线在X光导管中的传输没有出现非线性效应,随着入射软X射线功率密度的提高,出射软X射线功率密度基本成线性增大;当入射软X射线的功率密度为1．2×10^7W／cm^2时,实验中获得X光导管的平均传输效率达到了16．3％。在强光一号加速器装置上,使用由该规格X光导管制作的软X射线聚柬透镜与钨丝阵Z-pinch等离子体辐射源组合,获得了功率密度达2．1×10^9W／cm^2的宽能带的软X光源。     

半色调印刷品中光传播过程的蒙特卡罗模拟

基于蒙特卡罗方法思想,结合半色调印刷品网点的结构属性,提出一种研究半色调印刷品呈色性质的模拟方法。考虑光的粒子属性,以程序化语言描述光子在半色调印品中的传播历程,涵盖光子从入射到传播终止的全过程,体现承印物、油墨、网点形状以及面积率变化对光散射行为的影响。对175lpi的不同网点结构模拟结果表明:该算法能合理模拟光与印品相互作用,适用于光子在多种网点结构中的散射模拟。模拟后的光子能量及位置分布均能可视化显示,经统计分析可转化为反射率、光子分布,散射距离等信息,为半色调印品的微观研究及质量控制提供一种新思路。     

用蒙特卡罗方法模拟直接转换X射线探测器的响应特性

采用Monte Carlo方法模拟了HgI₂、非晶Se和CdTe几种直接X射线转换探测器在医用X射线范围(10—100keV)的透过谱、背向散射谱、吸收效率和光电灵敏度. 对X射线和HgI₂的作用过程模拟采用了EGSnrc Monte Carlo代码系统, 对信号电荷的产生考虑了电荷产生的高斯噪声和材料深陷阱作用造成的部分电荷收集影响. 结果表明, 载流子平均自由程(Schubweg)在相对于探测材料厚度较小时, 陷阱作用能很大地影响探测灵敏度. HgI₂的灵敏度是非晶Se的5倍以上, CdTe的灵敏度是非晶Se的10倍以上, 采用高Z序数材料可以大大提高探测灵敏度.     

由X射线成像反推核爆当量的蒙特卡罗模拟

初步探讨利用X射线成像反推核爆当量.建立特征环小孔几何模型,采用MCNP4C进行模拟,从模拟源面积,E_c的选取,环宽、等效温度及X射线入射角度的影响等方面对蒙特卡罗模拟进行讨论.在模拟时宜选取源面积S₀=6.25π cm²、能量截断值E_c=2×10^-8 MeV,需考虑能量响应和角度响应.对等效温度为1.4 keV和3.8 keV、X射线入射角度为0°,1°,2°,3°,4°,5°,6°的特征环小孔模型分别进行模拟,给出根据这些模拟结果反推核爆当量的具体方法.     

软X射线光导纤维传输特性

 为优化设计软X射线聚束透镜,使之与软X射线源配合能最大限度地获得高强度软X射线束,在北京同步辐射装置软X光站3W1B束线上,对不同能量软X射线（50～1 500 eV）在不同规格毛细管光导纤维中的传输特性进行研究。研究结果表明：玻璃毛细管对软X光有较高的传输效率,毛细管内径越小,曲率越小,光子能量越小,则传输效率越大;使用含硼（B）量高的DM308型号玻璃材料拉制成内直径为0.45 mm﹑外直径为0.6 mm的毛细管组成的软X光聚束透镜有较高的传输效率,该规格毛细管可以将能量为250 eV的X射线传播方向改变26°后,其出射能量是入射能量的12%;使用由该规格毛细管设计的软X射线聚束透镜同软X射线点光源组合,收光角可以达到30°,透镜焦点处的功率密度是不使用透镜时的104倍。     

细水雾遮蔽红外辐射的蒙特卡洛模拟及透射场分析

基于蒙特卡洛法,对水雾遮蔽热辐射衰减建立了光子状态序列的追踪模型.利用该模型对水雾粒子的多重散射进行模拟,分析了影响水雾消光性能的消光系数、水雾浓度、不对称因子等参数,发现不对称因子也是影响水雾隐身性能的重要参数.研究表明:对于消光系数相同的介质,不对称因子越小越有利于衰减目标热辐射强度,而采用朗伯比尔定律则不能获得此结论;在雾粒子半径远大于红外波长的情况下,提高水雾的浓度并减小粒子半径可有效提高水雾的衰减作用.     

蒙特卡洛模拟中伪随机数的STTDMR检验

伪随机数发生器(PNG)是蒙特卡洛法概率模拟中的基本工具,但它也成为影响蒙特卡洛法精确度的最大误差源.提出了一种检验方法——二维介质辐射对称性检验法STTDMR,它可在不同条件下对各种伪随机数程序进行无限制的检验,在更精细的层次上区分伪随机数发生器的优劣.STTDMR不仅可检验伪随机数的特性,还可检验概率模型是否正确.利用STTDMR分析了多种典型的伪随机数产生法,获得一个性能上较优越的组合伪随机数ZH产生程序.     

微通道板行波选通分幅相机动态空间分辨率的Monte-Carlo模拟

本文采用Monte-Carlo法对电子在V型微通道板行波选通分幅相机微通道板单通道中传输、碰壁及二次电子发射的整个过程进行了模拟.模拟结果印证了微通道板孔径、屏距、屏压等参量对相机动态空间分辨率影响的定性分析,揭示了斜切角以及微通道板Ⅱ上电压V2对相机空间分辨率的影响.计算还结果表明,对于V型微通道板分幅相机,可以不区分动、静态空间分辨率.     

用传输线和时域有限差分法计算电缆X射线响应

 介绍了时域传输线和时域有限差分两种计算电缆X射线瞬态响应的方法,并利用电缆芯线总电荷以及介质层的电荷分布,结合实验结果,分别给出了时域传输线模型中的电流源和时域有限差分模型中电流密度的计算方法。作为例子,在60 keV单能X射线垂直于电缆轴向辐照的条件下,采用两种方法计算了电缆两端接匹配负载时负载上的电流响应;采用传输线方法计算了不同能量X射线辐照电缆时的芯线负载电流响应。计算结果表明,两种方法计算的电缆X射线瞬态响应是一致的;电缆介质层中存在静电场;X射线能量不同时,电缆芯线负载电流存在最大值。计算中,电缆与X射线的作用采用蒙特卡罗方法计算。     

蒙特-卡罗法计算黑体空腔有效发射率

介绍了蒙特-卡罗法计算黑体空腔发射率的基本思想和主要算法。首先阐述了计算黑体空腔有效发射率的理论基础,然后分别从正向光线追迹和逆向光线追迹的角度对蒙特-卡罗法的具体算法予以说明,提出逆向追迹思想能方便地计算空腔的定向有效发射率,经过运算可以得到腔积分半球有效发射率和平均垂直有效发射率。最后对比了采用蒙特-卡罗法和其它方法的计算结果,分析表明：蒙特-卡罗法在计算黑体空腔有效发射率上是准确的,劣势在于计算速度慢。     

衰减透射法测量高能X射线能谱

研究了基于衰减透射原理的高能X射线能谱测量与重建。利用蒙特卡罗方法对神龙一号直线感应加速器的X射线源穿过不同厚度铝时的衰减透射过程进行模拟实验。解谱方法采用迭代扰动法,对不同的初始能谱估计和测量噪声水平条件下的能谱重建进行计算分析。结果表明:实验测量不包含噪声时,选择合适的初始能谱可以获得比较准确的能谱重建结果;在实验测量数据包含5.0%高斯随机噪声情况下,X射线能谱重建计算结果仍比较稳定,与真实值偏差相对较小。     

快点火参数窗口的计算

在入射粒子和等离子体相互作用物理学基础上,采用蒙特卡罗方法计算了常温和10 keV下,电子、氢、氘、氚和氦粒子在500 g/cm3纯氘等离子体中的能量损失、射程,以及在和燃料直径为50 m,在边缘、中心点火两种方式下的能量沉积时间,得出燃料约束时间为20 ps条件下的束流强度。实现快点火的边缘(中心)点火要求的最低入射束流强度:电子束为363(458) MA,质子束为187(355) MA,氘束为13.1(24.8) MA,氚束为10.9(20.9) MA,氦束为9.34(17.0) MA。单个粒子在边缘(中心)点火的最长能量沉积时间分别为电子0.036(0.078) ps,质子0.219(0.569) ps,氘0.241(0.651) ps,氚0.320(0.854) ps,氦0.228(0.592) ps,均小于燃料约束时间。数据的分析表明,入射粒子射程的末端设计在加热区,可以有效提高加热效率,同时也可以降低需要的束流强度。点火需要的最低总能量,应通过增加入射粒子的流强来实现。     

投篮概率的蒙特卡罗数值计算分析

建立理想的投篮模型,运用蒙特卡罗数值计算方法得出给定点的空心中框概率,并由此得到最佳投篮速度、最佳投篮角度和截止投篮速度.根据中框投篮角分析了不同投篮速度区间对应的投篮弧线,还对空心中框率和投篮距离及投篮点高度间的关系作了讨论.