涉核作业人员的外照射防护是辐射安全重点关注的问题之一。基于虚拟现实技术的核与辐射环境下人员作业过程仿真和剂量预评估已被应用于涉核作业方案设计与优化中。作业过程仿真中的剂量评估方法多是以降低计算精度为代价来确保计算效率,无法实现高精度实时剂量评估,亦无法用于多角色个人有效剂量的评估。为解决上述问题,本文基于单机多核并行技术和GPU并行技术进行了基于体素模型的外照射实时剂量评估方法的并行研究。分解其中时间开销较大的且符合并行计算特点的任务,首先由线程并行完成器官对应的通量剂量转换因子的读取和计算,负责计算器官的体素的全部线程通过共享存储方式调用计算结果；由单一线程完成辐射场数据信息的获取和计算,通过共享存储方式完成全部线程对该计算结果的拷贝。其次将参与计算的体素的世界坐标位置的索引任务均分给每个线程,线程负责计算体素所对应的剂量值。最后通过线程归并体素的剂量值来计算敏感器官或组织的当量剂量,单人人体有效剂量的计算由单一线程完成,多角色个人有效剂量的计算任务由线程并行分解。最终实现高精度实时剂量评估方法并扩展成多人协作时的多角色个人有效剂量和集体剂量的评估方法。本文选取国际辐射防护委员会发布的ICRP110号报告中公开的最新的ICRP体素模型为计算模型,以加速器驱动次临界系统散裂靶更换方案仿真为例,实时计算作业人员的器官当量剂量、最大剂量率和人体有效剂量,实现27个敏感器官或组织的当量剂量的计算和人体有效剂量的实时计算,一次计算时间在15毫秒,满足实时仿真要求的40毫秒以内。验证了实时剂量评估算法的正确性和实用性,同时验证了靶窗更换方案的合理性和可行性。基于并行技术的外照射实时剂量评估方法可以辅助设计和优化涉核工作方案,为降低辐射环境下工作人员受到的辐射危害提供了一种有效的解决方案。