CN117473799B - 一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法及系统,涉及辐射测量技术领域,该方法包括建立探测器的表征模型,根据探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台;对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,生成输出文件,得到输出文件集;对输出文件集进行批量提取,提取所有文件的编号、输入参数、输出效率及不确定度生成效率库文件;基于探测器的表征模型和效率库文件,计算任意点源的探测效率,生成点源效率刻度曲线。本发明实现了辐射探测器对任意点源探测效率的快速精确计算。
Description
技术领域
本发明涉及辐射测量技术领域,尤其涉及一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法及系统。
背景技术
辐射探测器对于点源的无源效率刻度主要有两个步骤:一是对探测器的尺寸结构进行精准表征;二是计算探测器所有入射微元的对各个入射方向的本征探测效率。这两个步骤如果想要获得高质量、高精度的效果,需要花费的人工时间也最多。
对探测器的表征,在中国专利CN202310853194.9公开了一种基于超算平台的辐射探测器表征方法及设备,对探测器各个参数作为变量形成输入文件集,在超算平台上进行批量仿真计算实现了探测器的精准表征。而探测器的本征效率存在的变量包括入射点坐标、入射极角、入射方位角、入射粒子能量,其各个变量相乘形成的模拟文件量往往为百万甚至千万级,且所需要的精度越高,模拟文件数量越大。如使用常规8核计算机进行计算,单个探测器的模拟量往往需要数月的时间连续运行计算才能完成。因而,现有的数值计算方法往往采用简化、粗略、选取代表点的计算方法,设定少量变量进行数值拟合,从而获得各个条件下的本征探测效率。由于所取变量较少,往往计算误差较大,所计算的本征探测器效率的精度也相对受限。且由于计算方法的繁琐,其应用也局限于个别类型的探测器,难以在各类探测器上广泛使用。
基于此,有必要进一步提高本征探测效率的计算精度,进行自动化运行,减少人工干预的环节,使其能够广泛应用于各类伽马辐射探测器。
发明内容
为此,本发明实施例提供了一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法及系统,用于解决现有技术中在无源效率刻度中,探测器点源效率计算误差较大,计算时间长,花费人力大,适用的探测器模型有限等问题。
为了解决上述问题,本发明实施例提供一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,所述方法包括:
S1:建立探测器的表征模型,根据所述探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台;
S2:对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,生成输出文件,得到输出文件集;
S3:对所述输出文件集进行批量提取,提取所有文件的编号、输入参数、输出效率及不确定度生成效率库文件;
S4:基于所述探测器的表征模型和所述效率库文件,计算任意点源的探测效率,生成点源效率刻度曲线。
优选地,步骤S1中,建立探测器的表征模型,根据所述探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台,具体包括:
S11:建立探测器表征模型,将所述探测器表征模型导入到文件管理软件中;
S12:根据所述探测器表征模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,其中所述参数变量包括径向入射、轴向入射、径向辅助量、入射极角、入射方位角、入射粒子能量;
S13:计算输入文件数,并查阅超算服务器容量;
S14:根据输入文件数和超算服务器容量判断输入文件是否允许上传,如果是,则自动生成输入文件集并上传至超算平台,如果否,则执行步骤S12。
优选地,所述计算输入文件数的方法为:
式中,/>为输入文件数,/>为径向入射点数量,/>为轴向入射点数量,/>为入射极角数量,/>为入射方位角数量,/>为入射粒子能量。
优选地,步骤S2中,对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间,分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,并生成输出文件,得到输出文件集,具体包括:
S21:设定初始核心数,对各个能量的输入文件集抽样模拟并提取预估运行时间;
S22:根据预估运行时间判断是否调整核心数,如果是,则执行步骤S21,如果否,则获取超算平台可用节点数;
S23:根据各个能量下的预估运行时间等比例分配节点数,保证所有能量的输入文件集能同时启动、同时完成运行计算;
S24:对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,并生成输出文件,计算完成后,提取所有输出文件生成输出文件集合并下载至本地计算机。
优选地,步骤S4中,基于所述探测器的表征模型和所述效率库文件,计算任意点源的探测效率,具体包括:
S41:获取点源坐标,判断入射面,如果有侧面入射,则计算侧面形成的切角,如果仅有端面入射,则根据入射点位置计算离散数量;
S42: 将入射面离散成若干入射微元,并获取入射微元坐标点;
S43:根据点源坐标和入射微元坐标计算入射微元的入射矢量及入射角,并对入射角进行归一化;
S44:计算入射角索引值,在所述效率库文件中索引入射角对应的效率;
S45:通过微元面积和路径长度计算立体角修正因子,从而对入射微元进行立体角修正;
S46:根据路径长度、在不同材料中形成的吸收路径以及材料的吸收因子,计算射线在不同材料上的吸收,从而对入射微元进行材料吸收修正;
S47:对各个微元的效率进行求和,得出该点源在该能量下的本征探测效率,进而对各个能量执行该循环,完成该点源在不同能量的本征探测效率。
优选地,步骤S4中,基于所述探测器的表征模型和所述效率库文件,计算任意点源的探测效率,还包括:
S48:判断探测效率是否收敛,如果否,则离散数量翻倍并执行步骤S42,如果是,则输出点源效率。
本发明实施例还提供了一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算系统,所述系统用于实现上述所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,具体包括:
文件管理模块,用于建立探测器的表征模型,根据所述探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台;
对所述输出文件集进行批量提取,提取所有文件的编号、输入参数、输出效率及不确定度生成效率库文件;
基于超算平台的并行计算模块,用于对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间,分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的探测效率,并生成输出文件,得到输出文件集;
无源效率刻度模块,用于基于所述探测器的表征模型和所述效率库文件,计算任意点源的探测效率,生成点源效率刻度曲线。
优选地,所述基于超算平台的并行计算模块包括试运行单元、MPI单元和蒙特卡洛计算单元;
所述试运行单元用于对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间分配不同的核心数和节点数;
所述MPI单元用于对所述蒙特卡洛计算单元启用多核心多节点运行计算;
所述蒙特卡洛计算单元用于对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,生成输出文件,得到输出文件集。
本发明实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括处理器、存储器和总线系统,所述处理器和存储器通过该总线系统相连,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于执行存储器存储的指令,以实现上述所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法。
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机软件产品,所述计算机软件产品包括的若干指令,用以使得一台计算机设备执行上述所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法。
从以上技术方案可以看出,本发明申请具有以下优点:
本发明实施例提供了一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法及系统,通过建立探测器的表征模型,根据探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台。进而使用超算平台对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率。由于超算平台所允许使用的节点数往往可以达到上万个,因而可以极大限度的提高计算精度,同时减少计算时间。超算计算完成后,批量提取输出文件集,并下载至本地计算机,将其导入无源效率刻度软件,即可实现辐射探测器对任意点源探测效率的快速精确计算。本发明解决了无源效率刻度中,探测器点源效率计算误差较大,计算时间长,花费人力大,适用的探测器模型有限的问题。基于超算平台的运算可以在不使用插值法的情况下,将入射微元面的分割精度真实的提升至毫米级,入射角的精度提升至≤1°,同时可以将数周甚至数月的运算量在24小时内完成。形成效率库文件后,在对于任意位置处的点源效率刻度曲线的绘制可以在1分钟之内完成计算。且该方法适用于多种类型的γ辐射探测器,包括但不限于的探测器晶体类型如高纯锗、溴化镧、碲锌镉、碘化钠、碘化铯、塑料闪烁体等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施案例或现有技术中的技术方案,下边将对实施例中所需要使用的附图做简单说明,通过参考附图会更清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示意性的而不应该理解为对本发明进行任何限制,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据这些附图获得其他的附图。其中:
图1为实施例中提供的一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法的流程图;
图2为实施例中建立探测器的表征模型,根据探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台的流程图
图3为实施例中圆柱类探测器示意图;
图4为实施例中对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间,分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,并生成输出文件,得到输出文件集的流程图;
图5为实施例中基于探测器的表征模型和效率库文件,计算任意点源的探测效率,生成点源效率刻度曲线的流程图;
图6为实施例中提供的一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算系统的框图;
图7为实施例中基于超算平台的并行计算模块具体运行流程图。
说明书附图标记:10、文件管理模块;20、基于超算平台的并行计算模块;21、试运行单元;22、MPI单元;23、蒙特卡洛计算单元;30、无源效率刻度模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案与优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
目前使用无源效率刻度的方法计算点源的效率,均需要先对探测器模型不同的入射条件进行计算形成数据库。而其条件参数包括径向入射l 1 、轴向入射l 2、入射极角α、入射方位角β、入射粒子能量E,其形成的数据量非常庞大。
目前常用的方法都是简化模型,降低计算精度,从而使用传统计算机进行计算。尽管如此,仍然存在着如下问题:需要花费较长时间,花费大量的人力,误差仍然较大,适用的探测器模型也有限。而探测器模型的不同参数条件下的本征探测效率的计算误差直接决定了点源效率计算的准确性。因此只有真正实现所有变量的精细化分割,才能实现点源效率的精确计算。
如图1所示,本发明实施例提出一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,该方法包括:
S1:建立探测器的表征模型,根据所述探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台;
S2:对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,生成输出文件,得到输出文件集;
S3:对所述输出文件集进行批量提取,提取所有文件的编号、输入参数、输出效率及不确定度生成效率库文件;
S4:基于所述探测器的表征模型和所述效率库文件,计算任意点源的探测效率,生成点源效率刻度曲线。
从上述技术方案可知,本发明一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,通过建立探测器的表征模型,根据探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台。进而使用超算平台对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率。由于超算平台所允许使用的节点数往往可以达到上万个,因而可以极大限度的提高计算精度,同时减少计算时间。超算计算完成后,批量提取输出文件集,并下载至本地计算机,将其导入无源效率刻度软件,即可实现辐射探测器对任意点源探测效率的快速精确计算。本发明解决了无源效率刻度中,探测器点源效率计算误差较大,计算时间长,花费人力大,适用的探测器模型有限的问题。基于超算平台的运算可以在不使用插值法的情况下,将入射微元面的分割精度真实的提升至毫米级,入射角的精度提升至≤1°,同时可以将数周甚至数月的运算量在24小时内完成。形成效率库文件后,在对于任意位置处的点源效率刻度曲线的绘制可以在1分钟之内完成计算。且该方法适用于多种类型的γ辐射探测器,包括但不限于的探测器晶体类型如高纯锗、溴化镧、碲锌镉、碘化钠、碘化铯、塑料闪烁体等。
在本实施例中,在步骤S1中,建立探测器的表征模型,根据探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台,本发明中的超算平台具体指代超级计算机计算服务平台。
具体地,如图2所示,步骤S1具体包括:
S11:建立探测器表征模型,探测器表征模型是对辐射探测器进行精准建模的尺寸模型,将探测器表征模型导入到文件管理软件中。
S12:根据探测器表征模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,其中参数变量包括径向入射l 1 、轴向入射l 2 、径向辅助量l 3 、入射极角α、入射方位角β、入射粒子能量E。
S13:计算输入文件数,并查阅超算服务器容量。
其中计算输入文件数的方法为:
式中,/>为输入文件数,/>为径向入射点数量,/>为轴向入射点数量,/>为入射极角数量,/>为入射方位角数量,/>为入射粒子能量。
S14:由于文件数量往往为百万级,甚至更大,因此需要先查询超算服务器端容量,本发明根据输入文件数和超算服务器容量判断输入文件是否允许上传,如果服务器端容量满足,则自动生成输入文件集并上传至超算平台,如果否,则执行步骤S12。
进一步地,设定探测器表征模型变量时,对不同类型的探测器,入射点坐标量(径向入射l 1 、轴向入射l 2 、径向辅助量l 3 )所代表的物理量也不同。目前探测器的晶体形状主体主要为圆柱体和立方体两类。其中,如图3所示的圆柱体类主要分为以下三种,其中第一圆柱体为裸圆柱,第二圆柱体为下方(非入射面)开深孔,第三圆柱体为上方(入射面)开深孔。对于第一圆柱体与第二圆柱体,其入射坐标量l 1 代表晶体端面的半径,l 2 代表晶体长度,l 3 不使用。对于第三圆柱体,其入射坐标量l 1 代表晶体内孔的半径,l 2 代表晶体内孔的长度,l 3 不使用。对于长方体类型的晶体,l 1 、l 2 、l 3 分别代表长方体的长、宽、高。其晶体材料可以为高纯锗、溴化镧、碲锌镉、碘化钠、碘化铯、塑料闪烁体等。
在本实施例中,在步骤S2中,对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间,分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,并生成输出文件,得到输出文件集。
具体地,如图4所示,步骤S2具体包括:
S21:由于不同能量的输入文件运行时间相差较大,甚至不在一个数量级别,为保证提交的所有任务能够高效运行,因此首先设定初始核心数,对各个能量的输入文件集抽样模拟并提取预估运行时间。
S22:根据预估运行时间判断是否调整核心数,如果是,则执行步骤S21,如果否,则获取超算平台可用节点数。
S23:根据各个能量下的预估运行时间等比例分配节点数,保证所有能量的输入文件集能同时启动、同时完成运行计算。
S24:对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,并生成输出文件,计算完成后,提取所有输出文件生成输出文件集合并下载至本地计算机。
在本实施例中,在步骤S3中,对输出文件集进行批量提取,提取所有文件的编号、输入参数、输出效率及不确定度生成效率库文件。
在本实施例中,在步骤S4中,基于探测器的表征模型和效率库文件,计算任意点源的探测效率,生成点源效率刻度曲线。
具体地,如图5所示,步骤S4具体包括:
S41:获取点源坐标,判断入射面,如果有侧面入射,则计算侧面形成的切角,如果仅有端面入射,则根据入射点位置计算离散数量。
S42: 将入射面离散成若干入射微元,并获取入射微元坐标点。
S43:根据点源坐标和入射微元坐标计算入射微元的入射矢量及入射角,并对入射角进行归一化。
S44:计算入射角索引值,在所述效率库文件中索引入射角对应的效率。
S45:通过微元面积和路径长度计算立体角修正因子,从而对入射微元进行立体角修正。
S46:根据路径长度、在不同材料中形成的吸收路径以及材料的吸收因子,计算射线在不同材料上的吸收,从而对入射微元进行材料吸收修正。
S47:对各个微元的效率进行求和,得出该点源在该能量下的本征探测效率,进而对各个能量执行该循环,完成该点源在不同能量的本征探测效率。
进一步地,如果对效率精度有更进一步的要求,可以执行收敛判断,直至将其误差控制在指定的范围内。具体地,步骤S4还包括:S48:判断探测效率是否收敛,如果否,则离散数量翻倍并执行步骤S42,如果是,则输出点源效率。
实施例二
如图6所示,本发明提供一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算系统,该系统用于实现上述实施例一的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,具体包括:
文件管理模块10,用于建立探测器的表征模型,根据所述探测器模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台;
对所述输出文件集进行批量提取,提取所有文件的编号、输入参数、输出效率及不确定度生成效率库文件;
基于超算平台的并行计算模块20,用于对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间,分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的探测效率,并生成输出文件,得到输出文件集;
无源效率刻度模块30,用于基于所述探测器的表征模型和所述效率库文件,计算任意点源的探测效率,生成点源效率刻度曲线。
在本实施例中,基于超算平台的并行计算模块20包括试运行单元21、MPI单元22和蒙特卡洛计算单元23;
其中试运行单元21用于对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间分配不同的核心数和节点数。
MPI单元22用于对蒙特卡洛计算单元23启用多核心多节点运行计算;
蒙特卡洛计算单元23用于对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,生成输出文件,得到输出文件集。
基于超算平台的并行计算模块20具体运行流程如图7所示,由于不同能量的输入文件运行时间相差较大,甚至不在一个数量级别,为保证提交的所有任务能够高效运行,需要试运行单元21先对不同能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间,分配不同的核心数和节点数。然后调用MPI单元22用于对蒙特卡洛计算单元23启用多核心多节点运行计算。最后利用蒙特卡洛计算单元23对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,生成输出文件,得到输出文件集。在计算完成后,再次调用文件管理模块10,对输出文件集进行批量提取,提取所有文件的编号、输入参数、输出效率及不确定度生成效率库文件。
本实施例的一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算系统,用于实现前述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,因此基于超算平台的辐射探测器点源效率计算系统中的具体实施方式可见前文基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法的实施例部分,例如,文件管理模块10,基于超算平台的并行计算模块20,无源效率刻度模块30,分别用于实现上述基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法中步骤S1,S2,S3,所以,其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述,为了避免冗余,在此不再赘述。
实施例三
本发明实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括处理器、存储器和总线系统,所述处理器和存储器通过该总线系统相连,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于执行存储器存储的指令,以实现上述所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法。
实施例四
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机软件产品,所述计算机软件产品包括的若干指令,用以使得一台计算机设备执行上述所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,其特征在于,包括:
S1:建立探测器的表征模型,根据所述探测器的表征模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台,具体包括:
S11:建立探测器的表征模型,将所述探测器的表征模型导入到文件管理软件中;
S12:根据所述探测器的表征模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,其中所述参数变量包括径向入射、轴向入射、径向辅助量、入射极角、入射方位角、入射粒子能量;
S13:计算输入文件数,并查阅超算服务器容量;
S14:根据输入文件数和超算服务器容量判断输入文件是否允许上传,如果是,则自动生成输入文件集并上传至超算平台,如果否,则执行步骤S12;
S2:对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,生成输出文件,得到输出文件集;
S3:对所述输出文件集进行批量提取,提取所有文件的编号、输入参数、输出效率及不确定度生成效率库文件;
S4:基于所述探测器的表征模型和所述效率库文件,计算任意点源的探测效率,生成点源效率刻度曲线,具体包括:
S41:获取点源坐标,判断入射面,如果有侧面入射,则计算侧面形成的切角,如果仅有端面入射,则根据入射点位置计算离散数量;
S42:将入射面离散成若干入射微元,并获取入射微元坐标点;
S43:根据点源坐标和入射微元坐标计算入射微元的入射矢量及入射角,并对入射角进行归一化;
S44:计算入射角索引值,在所述效率库文件中索引入射角对应的效率;
S45:通过微元面积和路径长度计算立体角修正因子,从而对入射微元进行立体角修正;
S46:根据路径长度、在不同材料中形成的吸收路径以及材料的吸收因子,计算射线在不同材料上的吸收,从而对入射微元进行材料吸收修正;
S47:对各个微元的效率进行求和,得出该点源在该能量下的本征探测效率,对各个能量执行S41-S47,完成该点源在不同能量的本征探测效率。
2.根据权利要求1所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,其特征在于,所述计算输入文件数的方法为:
N=(Nl1+Nl2)×Nα×Nβ×NE
式中,N为输入文件数,Nl1为径向入射点数量,Nl2为轴向入射点数量,Nα为入射极角数量,Nβ为入射方位角数量,NE为入射粒子能量。
3.根据权利要求1所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,其特征在于,步骤S2中,对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间,分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,并生成输出文件,得到输出文件集,具体包括:
S21:设定初始核心数,对各个能量的输入文件集抽样模拟并提取预估运行时间;
S22:根据预估运行时间判断是否调整核心数,如果是,则执行步骤S21,如果否,则获取超算平台可用节点数;
S23:根据各个能量下的预估运行时间等比例分配节点数,保证所有能量的输入文件集能同时启动、同时完成运行计算;
S24:对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,并生成输出文件,计算完成后,提取所有输出文件生成输出文件集合并下载至本地计算机。
4.根据权利要求1所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,其特征在于,步骤S4中,基于所述探测器的表征模型和所述效率库文件,计算任意点源的探测效率,还包括:
S48:判断探测效率是否收敛,如果否,则离散数量翻倍并执行步骤S42,如果是,则输出点源效率。
5.一种基于超算平台的辐射探测器点源效率计算系统,其特征在于,所述系统用于实现权利要求1至4任意一项所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法,具体包括:
文件管理模块,用于建立探测器的表征模型,根据所述探测器的表征模型设定各个参数变量的取值范围及递进精度,自动批量生成输入文件集并上传至超算平台;
对所述输出文件集进行批量提取,提取所有文件的编号、输入参数、输出效率及不确定度生成效率库文件;
基于超算平台的并行计算模块,用于对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间,分配不同的核心数和节点数,对不同参数的输入文件并行计算其相应的探测效率,并生成输出文件,得到输出文件集;
无源效率刻度模块,用于基于所述探测器的表征模型和所述效率库文件,计算任意点源的探测效率,生成点源效率刻度曲线。
6.根据权利要求5所述基于超算平台的辐射探测器点源效率计算系统,其特征在于,所述基于超算平台的并行计算模块包括试运行单元、MPI单元和蒙特卡洛计算单元;
所述试运行单元用于对各个能量的输入文件进行试运行,根据各自的运行时间分配不同的核心数和节点数;
所述MPI单元用于对所述蒙特卡洛计算单元启用多核心多节点运行计算;
所述蒙特卡洛计算单元用于对不同参数的输入文件并行计算其相应的本征探测效率,生成输出文件,得到输出文件集。
7.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括处理器、存储器和总线系统,所述处理器和存储器通过该总线系统相连,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于执行存储器存储的指令,以实现权利要求1至4任意一项所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法。
8.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机软件产品,所述计算机软件产品包括的若干指令,用以使得一台计算机设备执行权利要求1至4任意一项所述的基于超算平台的辐射探测器点源效率计算方法。
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