硼中子俘获治疗的蒙特卡罗方法模拟

用通用蒙特卡罗程序MCNP模拟了粒子在人脑中的输运过程. 吸收剂量率主要来自以下四个反应:¹⁰B(n,α)⁷Li,¹⁴N(n,p)¹⁴C,¹H(n,γ)²D,快中子弹性散射反应.对肿瘤区的贡献主要来自硼中子吸收反应.结果表明,超热中子比热中子适合于深肿瘤的治疗,而热中子对浅肿瘤的治疗有优越性,比如皮肤癌.同确定论方法的结果相比,蒙特卡罗方法不失为一种模拟中子俘获治疗的好工具.     

MCNP-4C多粒子输运蒙特卡罗程序的MPI并行化

MCNP程序是由美国Los Alamos国家实验室研制的一个大型、多功能的粒子输运蒙特卡罗程序，可计算任意三维复杂几何系统内的中子、光子、电子或中子-光子-电子耦合输运问题，还可计算临界系统的多种本征值问题。MCNP程序的用户遍及全球，国内用户保守估计也在百家以上，过去主要应用在核科学领域，如今已推广到包括医学在内的许多领域。由于蒙特卡罗计算具有数据独立、循环粒度大、负载均衡的特性。因此，很适合作并行计算。虽然从MCNP-4A程序开始，MCNP程序具有了PVM并行计算功能，但并行系统的开发一直存在这样那样的问题，以致无法正常运行。由于MCNP程序有巨大的计算需求和计算量，我们每年使用MCNP程序完成的计算量就超过万CPU小时。许多问题采用串行计算，时间周期太长。因此，迫切需要研究缩短计算周期的并行程序。     

BNCT蒙特卡洛剂量计算的混合网格算法研究

在硼中子俘获治疗(BNCT)的蒙特卡洛(MC)剂量计算中,通常使用单一的网格模式,如16mm,8mm,4mm.使用细网格计算资源太大,使用粗网格,计算精度不够,为此,根据粒子穿透深度和计数量的变化梯度,采用混合网格模拟计算,达到了细网格的精度,时间仅为细网格的37%.     

BNCT优化网格设计及相关算法研究

用MCNP蒙特卡罗程序模拟了硼中子俘获治疗(BNCT)3种国际基准网格模型, 并与 修正的Snyder椭球模型进行了比较. 在此基础上, 给出了一种保质量守恒、内存量少、易于产生输入文件的4种基本材料成分的BNCT网格模型. 计算结果表明, 在4mm网格下, 新模型可以达到基准模型的精度; 根据解析模型剂量随深度的变化规律, 研究构造了多网格组合模型, 在重要区域计算精度不损失的条件下, 计算时间大大缩短. 最后研究给出了一个既保证精度、又在可接受的时间内完成剂量计算的模型、样本数和相应的算法, 它基本上满足临床BNCT的要求.     

一种新颖的Ku频段宽带波导功分器

介绍了一种新颖的E面波导T型宽带功分器结构,并利用HFSS软件对这种结构进行了优化设计。实物测试结果表明,在12．5～18GHz频率范围内,插损小于0．3dB,输入端口的回波优于-17dB,与仿真有较好的一致性。     

恒组分提拉单晶炉的设计与研究

晶体生长过程中由于溶质"分凝现象"的存在,会造成生长出来的晶体沿轴向不均匀分布,从而制约了大尺寸、超长、高均匀性晶体的生长。因此,该文设计了晶体自动生长控制系统和料棒自动补充控制系统,以保证晶体生长液面的高度不变,以及棒料添加组分与晶体组分一致,从而克服晶体生长过程中"分凝现象"的影响,也为晶体生长界面形状的稳定性控制奠定了可靠的基础。     

反应堆蒙特卡罗临界模拟中均匀裂变源算法的改进

在反应堆pin-by-pin精细建模及蒙特卡罗模拟计算研究中, 由于不同栅元的功率密度差异较大, 导致蒙特卡罗方法临界计算的样本在不同栅元之间的分配不均衡, 由此引起栅元内的各种计数的统计误差差异较大. 为使大部分栅元内计数的统计误差降至一个合理的水平, 单纯增加总样本已不是一个高效的解决方法. 通过在特定临界计算迭代算法的基础上改进并实现均匀裂变源算法的思想, 对大亚湾压水堆pin-by-pin模型取得了具有较高效率的数值结果. 本工作为具有自主知识产权的蒙特卡罗粒子输运模拟软件JMCT最终达到反应堆pin-by-pin模型(包括一系列国际基准模型)的模拟性能要求提供了一个有效的工具.     

提拉单晶炉自动引晶技术的研究

该文从人工引晶工艺流程入手,结合提拉法单晶炉已有技术和温度测控技术,使用计算机编程技术和传感器测量技术完成人工引晶的各项步骤,实现了提拉法单晶炉引晶技术的全自动化,从而实现真正意义上的全自动单晶炉。     

组合几何蒙特卡罗粒子输运支撑软件框架JCOGIN介绍

介绍了JCOGIN支撑软件框架层次式、模块化的体系结构及其核心数据结构。这些使得JCOGIN软件框架能够支撑大规模复杂几何的蒙特卡罗（MC）粒子输运并行计算。同时介绍了在JCOGIN支撑软件框架下研发的JMCT程序,并进行了性能测试,在2万处理器核上模拟20亿粒子,并行效率达到70%。