李 磊 李曉燕 蔣樹(shù)斌 伍曉利 李宗軍

（中國(guó)工程物理研究院 核物理與化學(xué)研究所 綿陽(yáng) 621900）

基于改進(jìn)型貪心算法的單板源源棒排列優(yōu)化

李 磊 李曉燕 蔣樹(shù)斌 伍曉利 李宗軍

（中國(guó)工程物理研究院 核物理與化學(xué)研究所 綿陽(yáng) 621900）

對(duì)于單板鈷源而言，現(xiàn)有源棒排列優(yōu)化方法都針對(duì)輻射加工，難以滿(mǎn)足電子學(xué)器件耐輻照考核實(shí)驗(yàn)對(duì)劑量場(chǎng)均勻性較高的要求。通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)基于改進(jìn)型貪心算法進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)了源棒排列優(yōu)化。算法采用貪心算法策略，以使參考輻照面劑量率不均勻度最小為約束條件來(lái)確定源棒位置；參考經(jīng)驗(yàn)法來(lái)限制求解空間，利用枚舉法改善初始條件、放置順序?qū)ε旁唇Y(jié)果的影響，以增大算法的全局搜索能力。算例結(jié)果表明：針對(duì)耐輻照考核實(shí)驗(yàn)，獲得了參考面劑量率不均勻度≤1.02條件下的源棒排列，滿(mǎn)足使用要求，排源效果優(yōu)于經(jīng)驗(yàn)法，效率提高約100倍；針對(duì)輻射加工，排源效果、效率與已有基于貪心算法和模擬植物生長(zhǎng)算法的優(yōu)化方法相當(dāng)。本文排源方法既能用于耐輻照考核實(shí)驗(yàn)又可適用于輻射加工。

單板鈷源，源棒優(yōu)化排列，貪心算法，輻照考核實(shí)驗(yàn)

單板強(qiáng)鈷源γ輻射場(chǎng)劑量率高、均勻區(qū)大，除輻射加工外，還可用于電子學(xué)器件/系統(tǒng)耐總劑量輻照考核實(shí)驗(yàn)。放射性源棒的排列方式?jīng)Q定了γ劑量場(chǎng)的分布，最佳源棒排列的判定標(biāo)準(zhǔn)通常以參考輻照面（距源架一定距離且平行于源架的平面）上的劑量率不均勻度（=最大值/最小值）為最小[1]。中小規(guī)模輻照裝置，可能的源棒排列情況多達(dá)約1045，獲得最佳源棒排列幾乎是不可能，實(shí)際中常采用適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)獲得不均勻度滿(mǎn)足一定要求的較優(yōu)排列，目前主要有人工經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)優(yōu)化排源法。相比較，計(jì)算機(jī)自動(dòng)排源法通用性高、源棒排列結(jié)果好，正逐步成為輻射加工領(lǐng)域優(yōu)化排源的重要方法，主要有兩種算法：(I) 基于貪心算法的優(yōu)化排源算法[2]，雷鵬等以參考面上劑量率的不均勻度最小為約束條件，提出下一根源棒的排列取決于使當(dāng)前參考面上的最小和最大照射量率值在放置源棒后分別變?yōu)樽畲笾岛妥钚≈档姆椒?，按活度遞減的順序?qū)⒃窗糁鹨慌帕性谠醇苌?，獲得一個(gè)較優(yōu)的源棒排列；(II) 基于模擬植物生長(zhǎng)算法的優(yōu)化排源算法[3?4]，楊磊等將所有源棒隨機(jī)置于源架上后，以參考面上均勻布置的參考點(diǎn)群的劑量率值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差（或不均勻度）最小為約束條件，利用模擬植物生長(zhǎng)算法尋找多個(gè)較優(yōu)源棒排列，排源效果較好、通用性強(qiáng)，并行優(yōu)化后已具備用于大型輻照裝置源棒排列的可行性。

耐輻照考核實(shí)驗(yàn)對(duì)參考輻照面有較高的要求：(1) 劑量率均勻性足夠好，國(guó)軍標(biāo)[5?6]規(guī)定電子學(xué)器件/系統(tǒng)輻照考核用劑量場(chǎng)的不均勻度≤1.10。由于輻照裝置附屬結(jié)構(gòu)對(duì)輻射場(chǎng)的影響，不均勻度實(shí)測(cè)結(jié)果通常大于計(jì)算結(jié)果，因此應(yīng)以較小的不均勻度來(lái)判定計(jì)算機(jī)排源方案是否滿(mǎn)足要求。經(jīng)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)單板輻照裝置，不均勻度計(jì)算值取1.02時(shí)，實(shí)測(cè)結(jié)果≤1.10；(2) 規(guī)格足夠大，以滿(mǎn)足大尺寸或批量樣品的輻照考核?，F(xiàn)有算法I和算法II都針對(duì)輻射加工應(yīng)用，給出了不均勻度計(jì)算值分別為1.23[2]、1.27?1.31[4]條件下的源棒排列方案，前者全局搜索能力有限，難直接用于本文。后者雖有一定的通用性，但未開(kāi)展本文應(yīng)用，同時(shí)還需實(shí)現(xiàn)并行化的計(jì)算機(jī)排源過(guò)程，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件也有特殊要求。

根據(jù)耐輻照考核實(shí)驗(yàn)的需求，本文建立了單板鈷源源棒優(yōu)化排布模型，改進(jìn)算法I，設(shè)計(jì)了基于改進(jìn)型貪心算法的求解（排源）過(guò)程。針對(duì)抗輻照考核實(shí)驗(yàn)和輻射加工應(yīng)用，各給出了1個(gè)算例。

1 數(shù)學(xué)模型

1.1 輻照裝置與劑量率

單板輻照裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，線狀源棒置于源架上，在參考面上形成目標(biāo)輻射場(chǎng)。輻射場(chǎng)空間任意點(diǎn)(p)的吸收劑量率按式(1)?(3)計(jì)算得到[7]，為與常用重鉻酸銀劑量計(jì)測(cè)量結(jié)果對(duì)比，計(jì)算中劑量以水介質(zhì)計(jì)：

式中，? (p)Air和?(p)Water分別為p點(diǎn)以空氣和水為介質(zhì)的劑量率；K為p點(diǎn)空氣比釋動(dòng)能率；i為源棒序號(hào)；E為γ能量；(μen/ρ)Air、(μen/ρ)Water分別為空氣和水的質(zhì)量吸收系數(shù)；φi為i號(hào)源棒在p點(diǎn)的γ注量率；Ai為i號(hào)源棒的活度；θ是p點(diǎn)源棒端點(diǎn)所成線段的夾角；d是p點(diǎn)到源棒的距離；L為源棒長(zhǎng)度；C為校準(zhǔn)因子（=測(cè)量值/計(jì)算值），表征附屬結(jié)構(gòu)（導(dǎo)源管、護(hù)源罩）對(duì)γ的散射和吸收過(guò)程，以及式(1)換算不同介質(zhì)中劑量率誤差等因素的綜合影響。

圖1 單板源結(jié)構(gòu) (a) 源棒，(b) 源架，(c) 參考面Fig.1 Schematics of single-plate irradiation facility. (a) Source pencil, (b) Source plaque, (c) Reference plane

前期研究結(jié)果表明[7]，對(duì)于特定的裝置，C近似為常數(shù)(＜1)，說(shuō)明利用式(1)?(3)計(jì)算空間任意點(diǎn)吸收劑量率是合適的。

1.2 目標(biāo)函數(shù)及約束條件

坐標(biāo)系如圖1所示，原點(diǎn)取在源架的中心。參考面與源架面平行，對(duì)寬、高方向分別進(jìn)行M、N等分，其交點(diǎn)即是在參考面內(nèi)均勻分布的參考點(diǎn)群，其中任一參考點(diǎn)的坐標(biāo)為(xi, yi, zi)。源架上第m(或p)行、n(或q)號(hào)棒位中單位活度源棒在第i行、j列參考點(diǎn)產(chǎn)生的劑量率?mnij由式(1)?(3)計(jì)算得到。對(duì)?mnij與源棒活度Amn的乘積求和，即可得到參考點(diǎn)的劑量率?ij，將參考點(diǎn)群的劑量率寫(xiě)為點(diǎn)陣形式，見(jiàn)式(4)。

文獻(xiàn)[2?4]所述排源過(guò)程，需頻繁調(diào)用計(jì)算機(jī)資源(CPU、內(nèi)存)計(jì)算式(1)?(3)來(lái)求得參考點(diǎn)群的劑量率，式(4)所述方法的優(yōu)點(diǎn)在于：(1) 通過(guò)一次資源調(diào)用獲得全部源棒位對(duì)參考點(diǎn)群劑量率貢獻(xiàn)，再利用求和與求積的簡(jiǎn)單運(yùn)算即可求得參考點(diǎn)群的劑量率，獲得計(jì)算速度的大幅提升（與裝置規(guī)模、參考點(diǎn)數(shù)相關(guān)，算例I中提升約2 000倍），這使得計(jì)算機(jī)串行排源過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)；(2) 將參考點(diǎn)的坐標(biāo)值與劑量率貢獻(xiàn)的索引值相映射，使得參考面的形狀及大小不僅局限于上述參數(shù)限制，可按照實(shí)驗(yàn)需要任意可調(diào)。目標(biāo)函數(shù)取為參考點(diǎn)群劑量率不均勻度U，見(jiàn)式(5)。約束條件包括：源棒位置的取值范圍為全體棒位；單個(gè)棒位中最多可放置一根待排源棒；排源結(jié)束后，待排源棒都已放入棒位。

2 改進(jìn)型貪心算法

2.1 貪心算法和源棒排布的特點(diǎn)

貪心算法[2]將源棒依活度大小按遞減排序，首先將第一根源棒置于源架邊角處，依據(jù)使參考面上最小劑量率取最大值和最大劑量率取最小值的原則，依次將單根源棒排列完畢。算法的全局搜索能力有限，僅能夠給出一種較優(yōu)化的排源結(jié)果，且不判斷結(jié)果是否滿(mǎn)足使用要求。

人工經(jīng)驗(yàn)排源結(jié)果表明單板鈷源輻照裝置源棒排布具有以下特點(diǎn)：(1) 對(duì)稱(chēng)棒位中放射源活度應(yīng)盡量接近；(2) 高活度源棒聚集的區(qū)域距源架中心較遠(yuǎn)（如靠近源架邊、角處），參考面規(guī)格隨該距離增大，同時(shí)參考面上的劑量率減小。因此，適當(dāng)限制高活度源在源架上的位置可兼顧對(duì)參考面劑量率及其規(guī)格的要求。

2.2 改進(jìn)型貪心算法

考慮單板鈷源源棒排布的特點(diǎn)，本文算法包括主要兩個(gè)過(guò)程：(1) 源棒分組后，逐組置入棒位，類(lèi)似于人工經(jīng)驗(yàn)排源法和算法I；(2) 利用枚舉法增加算法的全局搜索能力，改善放置順序和初始條件對(duì)結(jié)果的影響，提高排源質(zhì)量，類(lèi)似于算法II。算法主要內(nèi)容如下：

(1) 源棒按照活度從大到小排列，將活度相近的源棒（相對(duì)偏差≤10%為宜）編為一批，排源過(guò)程中，同一批中的一組（2N根，N=1,2,…）源棒同時(shí)放入位置對(duì)稱(chēng)的棒位中，這種設(shè)計(jì)能大幅縮減解空間狀態(tài)數(shù)；

(2) 按照活度由強(qiáng)到弱的順序逐組將源棒放入棒位中，參照貪心算法，確定一組源棒的位置，即利用枚舉法獲得一組待排源棒在所有可能排列條件下參考面點(diǎn)群劑量率不均勻度，以使不均勻度最小為約束條件來(lái)確定位置；

(3) 源棒全部置入源架后，為增加算法的全局搜索能力、改善源棒放置順序?qū)ε旁唇Y(jié)果的影響，利用貪心算法對(duì)源棒排列進(jìn)行優(yōu)化：求得各組源棒對(duì)參考面劑量率不均勻度的貢獻(xiàn)（=全部源棒排列時(shí)的不均勻度與該組源棒時(shí)不均勻度的差值），按貢獻(xiàn)從小到大的順序，不斷將一組源棒放入其它空位或與其它源棒對(duì)調(diào)位置，直到獲得局部最優(yōu)解；

(4) 為增加算法的全局搜索能力、改善初始條件對(duì)排源結(jié)果的影響，采用枚舉法分別將不同活度源棒作為待放置的第一組源棒，并重復(fù)(2)和(3)。

計(jì)算流程圖見(jiàn)圖2，各標(biāo)注號(hào)的功能如下：

(1) 輸入計(jì)算所需的初始數(shù)據(jù)，如棒位數(shù)及位置坐標(biāo)，源棒數(shù)目、編號(hào)活度、規(guī)格，參考面和參考點(diǎn)群空間位置及規(guī)格等；

(2) 利用式(1)?(3)計(jì)算得到各棒位中單位活度源棒γ射線在參考點(diǎn)群上產(chǎn)生的劑量率；

(3) 按從大到小排序，將活度接近的源棒編為一批；

(4) 確定第一組待放置的源棒；

(5) 依據(jù)使參考點(diǎn)群劑量率不均勻度U最小的原則，確定第一組或下一組（2根或4根）源棒的位置，若棒位僅左右對(duì)稱(chēng)，將一組（2根）源棒分別置入對(duì)稱(chēng)棒位；若棒位上下、左右對(duì)稱(chēng)，則對(duì)稱(chēng)放置一組（4根）源棒，次高活度源棒置于最高活度源棒對(duì)角方向的棒位中，按順時(shí)針順序?qū)⑹Ｓ嗟膬筛窗舴湃氚粑弧Ｈ吭窗舴胖猛瓿珊?，求得參考點(diǎn)群劑量率不均勻度U；

⑥ 調(diào)整源棒位置，求得各組源棒對(duì)劑量不均勻度的貢獻(xiàn)，按照貢獻(xiàn)從小到大的順序，將一組源棒置于其它空位或與其它組源棒對(duì)調(diào)位置，若某種源棒排布條件下參考點(diǎn)群劑量率不均勻度U1＜U，則保存源棒排布；

⑦ 重復(fù)⑥，直到通過(guò)調(diào)整源棒位置不能繼續(xù)減小U（即連續(xù)兩輪調(diào)整所得U相等，表明獲得局部最優(yōu)解）；

⑧ 重復(fù)④?⑦，利用枚舉法以不同活度源棒為第一組源棒進(jìn)行新一輪排列，遍歷完成后，輸出U最小時(shí)的源棒排列，作為解。

圖2 排源流程Fig.2 Flow diagram of deployment of source pencils.

3 算例分析和討論

3.1 算例I

算例針對(duì)耐輻照考核應(yīng)用，輻照裝置如圖1所示，裝源量8.4 PBq，50根源棒（活度見(jiàn)表1）分三層垂直排布在源架上，源棒的編號(hào)分別為S1?S50。源架寬160 cm、高210 cm，分上中下三層，層間距11 cm，每層60個(gè)棒位，棒位間隔3.5 cm，每層有左右兩區(qū)，區(qū)間距11 cm，棒位的編號(hào)分別為1?180。

表1 源棒編號(hào)及活度Table 1 Activity distribution of source bars.

經(jīng)驗(yàn)結(jié)果表明，參考輻照面距離源架35 cm、規(guī)格約120 cm×80 cm。對(duì)參考面寬、高方向分別進(jìn)行120、80等分。編寫(xiě)MATLAB程序腳本實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)排源過(guò)程。硬件環(huán)境：CPU i5；內(nèi)存 4G。軟件環(huán)境：Windows7，MATLAB 2010b。

表2是經(jīng)驗(yàn)法和本文方法所得源棒的位置，圖3給出了參考輻照面上的劑量率分布情況。

表2 經(jīng)驗(yàn)法和本文方法給出的排源方案Table 2 Source pencil deployment obtained by empirical method and this work.

由圖3和分析可知：(1) 經(jīng)驗(yàn)法所得參考面劑量率不均勻度為1.022，本文方法為1.010，較經(jīng)驗(yàn)法好。輻照站有10余年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)法結(jié)果已經(jīng)較好，本文方法的優(yōu)化效果不顯著；(2) 本文方法參考面的邊界更平整。表3給出了經(jīng)驗(yàn)法和本文方法的耗時(shí)對(duì)比，由表3可知：(1) 本文方法能夠顯著降低排源耗時(shí)，效率提升約100倍；(2) 本文方法耗時(shí)主要用于計(jì)算單位活度源棒對(duì)各參考點(diǎn)劑量率的貢獻(xiàn)，耗時(shí)正比于參考點(diǎn)數(shù)量，可根據(jù)需要，通過(guò)稀疏等分參考面來(lái)減少參考點(diǎn)，提高效率。

上述算例結(jié)果表明本文方法排源結(jié)果滿(mǎn)足抗輻照考核實(shí)驗(yàn)的需要，結(jié)果較經(jīng)驗(yàn)法更優(yōu)，且能夠大幅度提高排源效率，節(jié)省人力耗費(fèi)。

圖3 參考面(z=35 cm, o-xy)等劑量率線(不均勻度為1.02) (a) 經(jīng)驗(yàn)法，(b) 本文方法Fig.3 Isodose curve of reference plane (uniformity is 1.02) obtained by empirical method (a) and this work (b).

表3 不同排源法的耗時(shí)對(duì)比Table 3 Time consumption of different methods.

3.2 算例II

現(xiàn)有排源算法都針對(duì)輻照加工應(yīng)用，作為對(duì)比，表4給出了文獻(xiàn)[2,4]算例本文算法的源棒排布方案，結(jié)果表明本文方法參考輻照面劑量率不均勻度為1.21稍好于算法I (1.23[2])和算法II (1.27[4])。本文算法耗時(shí)(約20 s)稍多于算法II (14.5 s[4])，除算法自身的差異外，耗時(shí)差異還與計(jì)算機(jī)軟硬件配置有關(guān)，可通過(guò)使用運(yùn)行效率更高的腳本和并行化提高本文算法的速度。

算例結(jié)果說(shuō)明利用本文排源方法也適用于輻射加工應(yīng)用，排源效果、排源耗時(shí)與現(xiàn)有算法I、II相當(dāng)。

表4 對(duì)比算例排列結(jié)果Table 4 Source pencil deployment of simple for contrasting with other method.

4 結(jié)語(yǔ)

采用建立數(shù)學(xué)模型、設(shè)計(jì)基于改進(jìn)型貪心算法求解的方法實(shí)現(xiàn)了單板鈷源源棒排列優(yōu)化。算例結(jié)果表明：針對(duì)耐輻照考核實(shí)驗(yàn)，能夠獲得參考面劑量率不均勻度≤1.02條件下的源棒排列，滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，排源效率較經(jīng)驗(yàn)法高；針對(duì)輻射加工應(yīng)用，排源效果、排源效率與現(xiàn)有算法I（基于貪心算法）、II（基于模擬植物生長(zhǎng)算法）相當(dāng)。

優(yōu)化排源方法的特點(diǎn)在于：目標(biāo)函數(shù)與約束條件相互獨(dú)立，使得算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)和約束條件的更換不敏感，可根據(jù)需求選定排源標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)整參考面的形狀及大小；借鑒經(jīng)驗(yàn)排源結(jié)果，大幅減小解空間的狀態(tài)數(shù)，提高排源效率；采用枚舉法來(lái)改進(jìn)算法的全局搜索能力，該結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)并行化，以滿(mǎn)足大型輻照裝置優(yōu)化排源工作的需求；算法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)有的優(yōu)化排源方法都針對(duì)輻射加工，對(duì)劑量場(chǎng)不均勻度要求較高(≤1.02)的應(yīng)用而言，也需要有一種穩(wěn)健、有效和快速的方法來(lái)替代人工經(jīng)驗(yàn)排源，從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，本文方法可以滿(mǎn)足這種需求，能夠節(jié)省人力物力。但貪心算法本身是局部搜索算法，文中的改進(jìn)措施，尚不能完全彌補(bǔ)該缺陷，排源方法的適用性和可靠性還需細(xì)致討論和驗(yàn)證，以期給出通用、高速的計(jì)算程序。源棒排列優(yōu)化可歸結(jié)為多極值組合優(yōu)化問(wèn)題，若能建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，可使用全局搜索能力較好的算法。

1 單賢芻, 關(guān)遲, 徐力平, 等. 強(qiáng)60Co源輻照裝置的最佳源棒排列設(shè)計(jì)及其輻射場(chǎng)的分布[J]. 原子能科學(xué)與技術(shù), 1990, 24(5): 39?45

SHAN Xianchu, GUAN Chi, XU Liping, et al. Optimum designing of bars arrangement and distribution of radiation field for a strong60Co irradiator[J]. Atomic Energy Science and Technology, 1990, 24(5): 39?45

2 雷鵬, 祝清俊, 鄧鵬, 等. 輻照裝置源棒排列與參考面不均勻度的關(guān)系[J]．核農(nóng)學(xué)報(bào), 2007, 21(4): 387?389. DOI: 10.3969/j.issn.1000-8551.2007.04.016

LEI Peng, ZHU Qingjun, DENG Peng, et al. Relation of source pencil arrangement and uniformity of standard plane at irradiation facility[J]. Journal of Nuclear Agricultural Science, 2007, 21(4): 387?389. DOI: 10.3969/j.issn.1000-8551.2007.04.016

3 楊磊, 劉義保, 劉玉娟. 基于模擬植物生長(zhǎng)算法的鈷源源棒的排列優(yōu)化[J]. 核技術(shù), 2009, 32(12): 915?921

YANG Lei, LIU Yibao, LIU Yujuan. Optimization of source pencil deployment based on plant growth simulation algorithm[J]. Nuclear Techniques, 2009, 32(12): 915?921

4 楊磊, 王玲, 龔學(xué)余. 基于CUDA的大型γ輻照裝置通用并行排源算法[J]. 原子能科學(xué)與技術(shù), 2013, 47(2): 303?311. DOI: 10.7538/yzk.2013.47.02.0303

YANG Lei, WANG Ling, GONG Xueyu. General-purpose parallel algorithm based on CUDA for source pencils’deployment of large γ irradiator[J]. Atomic Energy Science and Technology, 2013, 47(2): 303?311. DOI: 10.7538/yzk.2013.47.02.0303

5 GJB 548B-2005, 微電子器件試驗(yàn)方法和程序[S] GJB 548B-2005, Test methods and procedures for microelectronic device[S]

6 GJB 5422-2005, 軍用電子元器件γ射線累積劑量效應(yīng)測(cè)量方法[S]

GJB 5422-2005, Testing method of military electronic devices for γ-ray total dose radiation[S]

7 曾凡松, 伍曉利, 李曉燕, 等.60Co單板源劑量場(chǎng)分布經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式的建立[J]. 輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào), 2012, 30(4): 198?201

ZENG Fansong, WU Xiaoli, LI Xiaoyan, et al. The construction of empirical formula to calculate the dose field distribution of the single-plate60Co source[J]. Journal of Radiation Research and Radiation Processing, 2012, 30(4): 198?201

CLC TL929, TB114.1

Optimization of source pencil deployment of single-plate irradiation facility based on improved greedy algorithm

LI Lei LI Xiaoyan JIANG Shubin WU XiaoLi LI Zongjun
(Institute of Nuclear Physics and Chemistry, Chinese Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China)

Background: Concerning radiation hardness assurance testing of microelectronic devices, there is rigorous requirement for the dose rate uniformity of irradiation field. With existing methods, the source rods of single-plate irradiation facility cannot be configured properly in the source plaque, which consequently form the prospected irradiation field. Purpose: This study aims to construct a new method to realize the optimal deployment of source rods and meet the requirements of radiation hardness assurance testing. Methods: The new method was realized by constructing mathematical model and designing improved greedy algorithm. The algorithm mainly contained three aspects. First of all, there was the thought of existing greedy algorithm, which is to determine position of source rods with the objective function defined by uniformity of dose rate at the reference points. In addition, the position of source rods was constricted according to empirical method. Finally, the global searching ability was improved by using enumeration technique. Results: For radiation hardness assurance testing, this method was able to construct irradiation field with dose rate uniformity no more than 1.02, and it was better and 100 times faster than the empirical method. As for irradiation process, the dose rate uniformity and efficiency obtained by this new method is similar to the existing methods such as greedy algorithm and plant growth simulation algorithm. Conclusion: This new method is effective for both the radiation hardness assurance testing and the irradiation process applications.

Single-rack cobalt source, Optimization of source pencil deployment, Greedy algorithm, Radiation hardness assurance testing

TL929，TB114.1

10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.100204

委員會(huì)—中國(guó)工程物理研究院NSAF聯(lián)合基金(No.U1530129)資助

李磊，男，1986年出生，2011年于四川大學(xué)獲理學(xué)碩士學(xué)位，助理研究員，從事耐輻射加固及輻照工藝研究，E-mail: skyhappier@163.com

2015-05-29，

2015-07-28