混凝土材料对光子散射系数的Monte Carlo模拟
金峰 ，花正东2
(1．东华大学，上海市201620；2．上海市奉贤区环境监测站，上海市201400)
[摘 要]采用EGS5光子一电子蒙特卡罗程序计算了多种能量的光子以多种入射角照射到混凝土上时
在各个方向角上所产生的散射系数，分析了模型的形状及材料厚度对散射系数的影响，EGS5模拟所得的散射
系数与MCNP程序计算结果符合度较好，相对偏差基本均在5．O％以内。
[关键词]散射系数；光子；EGS；MCNP；混凝土
中图分类号：TU528．35 文献标识码：A 文章编号：1004—4345(2014)03—0050—05
M onte Carlo Simulation of Concrete M aterial on Photon Scattering Coefi cient
JIN Feng ，HUA Zhengdong
(1．Donghna University，Shanghai 201620，China；2．Environmental Monitoring Station，Fengxian district，Shanghai 201400，China)
Abstract This paper makes a calculation on the scattering coeficient of photon with muhi-energy shining on the concrete from
each direction angle adopting EGSS photon-electron Monte Carlo method，and has an analysis on the effect of the model shape and
material thickness on the scattering coeficient．The scattering coeficient obtained by EGSS simulation has a better con~rmity with the
result calculated by MCNP procedure．and the relative deviation is basically within 5．O％．
Keywords scattering coefficient；photon；EGS；MCNP；concrete
光子的散射系数主要用于密道、迷宫的辐射屏
蔽计算及防护设计旧。在辐射屏蔽计算与设计中，考
虑的量一般为周围剂量当量。文献『11、f21中所使用
的散射系数主要来自于1960年前后发表的文献『3卜
『6]。周围剂量当量是ICRU于1991年提出 的，其与
空气比释动能等辐射量之间的转换系数并不恒等于
1。因此有必要对光子周围剂量当量的散射系数进行
计算。密道、迷宫最为常用屏蔽材料为混凝土，因此
本文仅对混凝土对光子周围剂量当量的散射系数进
行模拟，模拟计算程序采用EGS5t8~。EGS5蒙特卡罗
程序是由日本高能(KEK1在EGS4的基础上开发而
成，其采用FORTRAN程序编写，采用最新的光子截
面数据库，模拟的光子、电子的能量范围从1 keV至
几十GeV。
1 材料及模型
NCRP 51号报告对迷道、迷宫计算中采用的散
射系数进行了阐述口1。迷道、迷宫的计算公式如下：
H~=Ho ＼df ．㈩
． ／＼ arl ／ 2＼ Ⅱ ／
式中，0[ 为散射系数，其中 为散射次数；drk表示第
次散射时散射点与感兴趣点的距离。从式(1)中可以
看出， 表示散射到空间0角度内单位面积上的
剂量概率。
从物质对光子的减弱、散射规律可知。光子入射
到不同厚度或不同形状的靶材料上，在空间中同一
位置的散射系数是有差别的。对于同一种靶材料，在
计算中要先确定一个比较合适的靶厚度。为了确定
合适的靶厚度，建立2个模型，即 光子垂直入射到

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