Комп’ютерне моделювання та засоби обробки емпіричних залежностей щодо дозиметрії іонізуючих випромінювань - Автореферат

У практиці радіаційно-технологічних центрів задача визначення енергії електронів вирішується з використанням спеціальних дозиметричних пристроїв і обчислювальних методів обробки результатів вимірювань. Наведений у стандартах набір аналітичних формул, що використовуються для обробки результатів вимірів, можна застосовувати лише до обмеженого набору конструкційних матеріалів, які сьогодні вже використовуються як базові елементи вимірювального пристрою. Враховуючи існуюче лавиноподібне розширення асортименту обєктів, що проходять радіаційну обробку, і ускладнення режимів їх опромінення, наукова задача розвитку обчислювальних методів визначення енергії електронів у пучку за результатами дозиметрії та нових методів дозиметричного контролю процесів опромінення в радіаційних технологіях є актуальною. Удосконалено підхід до процесу компютерного аналізу даних за допомогою врахування особливостей процесів вимірювання (отримання та зберігання) емпіричних залежностей, який дає можливість використовувати розвинений механізм статистичного аналізу компютерної технології Data Mining. У роботах, опублікованих у співавторстві, здобувачеві належать: вдосконалення підходу до процесу компютерного аналізу первинних даних наукових експериментів та визначення набору обчислювальних методів для обробки результатів вимірювань [1, 9]; участь у розвитку аналітичних співвідношень та алгоритмів для набору обчислювальних методів обробки результатів вимірювань [1]; розвиток обчислювальних методів обробки емпіричних залежностей для виявлення піків на основі аналізу гістограмного представлення дискретних даних [1] і визначення сплесків на основі поліноміальної апроксимації базової кривої [7]; створення ПЗ PSDATA на основі розроблених автором алгоритмів [1, 7]; розвиток математичної моделі процесу вимірювання глибинної залежності дози електронного випромінювання та розробка алгоритму компютерного моделювання цього процесу [2]; реалізація ПЗ Delen, яке визначає величину найбільш вірогідної енергії електронного пучка та моделює похибки цієї величини [4]; апробація реалізованих методів в ПЗ PSDATA [5, 12]; розробка та програмна реалізація нового обчислювального методу визначення енергії електронів, який використовує напівемпіричну модель дози електронного випромінювання для апроксимації дискретного набору результатів вимірювань [6]; проведення обробки даних у сховищі результатів вимірювань характеристик джерел екстремального ультрафіолету з використанням ПЗ PSDATA та аналізу одержаних результатів обробки [8]; участь в описі компютерної обробки результатів досліджень екстремального ультрафіолету [10].При проведенні експериментальних досліджень потужного генератора мякого рентгенівського випромінювання був отриманий великий набір емпіричних залежностей, які становлять собою стохастичні сигнали, що реєструються цифровим осцилографом з дозиметричного приладу - AXUV (див. рис. Емпіричними залежностями є результати вимірювань, повязані з дослідженням взаємозвязку між двома величинами (наприклад, x і y) та становлять собою ряд пар величин ( Оскільки емпіричні залежності не є стандартним типом даних, використовуваних у технології Data Mining запропоновано підхід до процесу компютерного аналізу даних, який містить дві стадії: 1) обробка емпіричних залежностей і на її основі визначення показників інформаційних параметрів; За рівень шуму приймається максимальне групове значення емпіричної залежності, для якого число згрупованих значень (значення в ячейках гістограми) більше, ніж одиниця (див. пунктирний рівень на рис. У непараметричному методі виділення сплесків емпіричну залежність представляють сумою двох функцій - «базової» та «сплеску» - функції, відмінної від нуля лише в обмеженій області аргументів (область сплеску).Згідно з міжнародними стандартами (див., напр., ICRU Report 35, ASTM E 1649 - 94), для контролю цього параметра проводять вимірювання глибинної залежності дози D(x) одним зі стандартних дозиметричних пристроїв, визначають практичний пробіг електронів Rp і, використовуючи емпіричні співвідношення, розраховують значення Ep. Запропоновано метод визначення похибок описаної вище процедури контролю Ep на основі моделювання методом Монте-Карло процесів вимірювань глибинного розподілу дози (компютерний експеримент) і статистичних оцінок похибок результатів обробки цього експерименту. Моделювання базується на напівемпіричній моделі глибинного розподілу дози електронного випромінювання в напівбезкінечному середовищі. Визначено метрики для порівняння методів обробки даних: рівень коректності методу обробки щодо математичних та фізичних обмежень; значення систематичної і випадкової похибки; зміщення результатів обробки щодо істинного значення; значення похибки результатів обробки, залежне від вибірки з набору результатів вимірювань. У практиці радіаційно-технологічних центрів використовуються такі методи обробки результатів дозиметрії: метод, у якому використовують лінійну апроксимацію даних (АП1) і апроксимацію поліномом четвертого ступеня (АП4).Роз

Основний зміст роботи