GPU加速光电耦合输运蒙卡程序研发及应用

作     者：武祯 路伟 鄢书畅 邱睿 张辉 李君利 WU Zhen;LU Wei;YAN Shuchang;QIU Rui;ZHANG Hui;LI Junli

作者机构：清华大学工程物理系北京100084 同方威视技术股份有限公司北京100084 中国人民解放军疾病预防控制中心核化防护科北京100071 

基　　金：国家自然科学基金项目(12175114,U2167209,12005300) 清华大学自主科研计划(52301402622) 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2022年第43卷第11期

页      码：1649-1656,1663页

摘      要：针对辐射剂量学领域人员剂量快速评估的应用需求以及现有通用蒙卡程序计算时间过长的问题,本文开发了基于GPU加速的光电耦合输运蒙卡程序Gadep。根据GPU显卡CUDA编程模型下内存、线程层次结构和执行模型中的硬件层次结构特点,对程序框架、粒子输运、步长抽样、数据结构和截面访问等进行了设计和优化。通过计算ICRP 116号成年男性参考人体素模型器官外照射剂量转换系数,对程序进行了正确性验证,和通用蒙卡程序MCNP5单核计算相比,加速效率在48~300倍。以南京放射源丢失事故人员物理剂量重建为例对该程序进行了实际应用,物理剂量重建计算结果和参考值、临床诊断结果相一致,与通用蒙卡程序MCNP5单核计算相比加速效率达到50倍以上,表明Gadep在事故剂量重建、放射诊断及治疗剂量评估等方面有一定的应用价值。

主 题 词：GPU加速 光电耦合 粒子输运 蒙卡程序 加速效率 体素模型 剂量计算 事故剂量重建 

学科分类：082704[082704] 08[工学] 0827[工学-食品科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.11990/jheu.202206028

馆 藏 号：203115472...