法國TRAD RayXpert輻射模擬仿真軟件 RayXpert與RayXpert 2.0輻射模擬軟件

在核技術(shù)、輻射防護、空間工程、醫(yī)療物理和工業(yè)檢測等眾多與輻射相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域，對電離輻射環(huán)境的精確建模與評估已成為保障安全與優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。來自法國圖盧茲的TRAD公司，憑借其三十年專注于空間與輻射環(huán)境技術(shù)的研發(fā)積淀，推出了基于蒙特卡洛方法的RayXpert軟件平臺，為工程人員和研究人員提供了一款專業(yè)、靈活、可擴展的3D輻射仿真解決方案。2025年推出的RayXpert 2.0在原有基礎(chǔ)上實現(xiàn)全面革新，功能更強大、建模更智能、效率更高效。

TRAD公司簡介

TRAD（Tests & Radiations）公司成立于1994年，總部位于法國圖盧茲，是歐洲輻射防護與測試服務(wù)提供商。公司聚焦于空間、航空、核能與高科技產(chǎn)業(yè)中的輻射環(huán)境建模與輻照服務(wù)，積累了豐富的元器件篩選與空間輻射評估經(jīng)驗。TRAD的軟件產(chǎn)品家族包括RayXpert、FastRad等，在 ESA（歐洲空間局）、CNES（法國國家航天中心）、Airbus（空客）、Thales、CEA等重要機構(gòu)和企業(yè)中均有廣泛部署，客戶遍布三十多個國家。

RayXpert核心功能

RayXpert是一款基于Geant4或MCNP蒙特卡洛方法的3D輻射環(huán)境模擬軟件，具有以下核心特性：

多粒子模擬能力：支持伽馬射線、X射線、電子、中子、質(zhì)子、α粒子等；

精準(zhǔn)劑量評估：可計算空間分布的劑量率、等效劑量、吸收劑量，并進(jìn)行圖形輸出；

靈活建模：內(nèi)置3D建模模塊，支持從零建?；?qū)牍I(yè)CAD（STEP格式）文件；

自定義源項配置：支持點源、面源、體源、譜源、復(fù)雜能譜源；

可交互圖形界面：通過圖形化界面進(jìn)行模擬參數(shù)配置與可視化結(jié)果展示；

材質(zhì)定義靈活：用戶可定義任意材料，包括原子構(gòu)成、密度、混合材料等；

結(jié)果分析工具：包含等值線圖、剖面分析、探測器計數(shù)率仿真、多能譜劑量疊加等分析工具。

RayXpert是“工程師友好型”輻射建模平臺，兼顧計算物理的專業(yè)性與圖形界面的易用性。

法國TRAD RayXpert輻射模擬仿真軟件 RayXpert 2.0全新特性

RayXpert 2.0在保持易用性的同時，在性能與智能化方面實現(xiàn)了大幅飛躍：

1. 建模與可視化改進(jìn)

全新3D建模工具，支持對象層級管理與智能約束；

檢測幾何體交錯重疊、真空泄露等幾何錯誤，并支持自動修復(fù)；

多通道可視化：支持多種類型粒子的劑量疊加、不同源項疊加；

支持路徑追蹤與路徑累計劑量可視化（Path Dose Viewer）。

2. 數(shù)據(jù)與物理引擎更新

引擎升級至Geant4 v11.2，擴展至強子物理過程；

新增核數(shù)據(jù)庫接口（如JEFF3.3 / ENDF/B-VIII.0；ENDF/B-VIII.0, JEFF3.3 et TENDL-2024）；

Figure of Merit（FOM品質(zhì)因子）機制用于衡量仿真計算效率；

支持比活度、能量譜與屏蔽厚度優(yōu)化。

3. 模型管理與自動化支持

材料庫與源項管理器全新改版，支持JSON導(dǎo)出與Python接口；

支持命令行調(diào)用與批處理自動化仿真；

可導(dǎo)出模擬日志與中間數(shù)據(jù)以便深度調(diào)試；

支持腳本編輯器一鍵生成模擬輸入文件。

方差縮減與加速計算技術(shù)

蒙特卡洛模擬雖具備高精度，但耗時較長。RayXpert 2.0引入多種“方差縮減技術(shù)”（Variance Reduction Techniques），大幅加快收斂速度：

粒子分裂（Splitting）：增加重要區(qū)域的粒子數(shù)量；

俄羅斯輪盤法（Russian Roulette）：減少非重要區(qū)域計算量；

指數(shù)變換（Exponential Transform）：優(yōu)化高穿透情形中的粒子軌跡；

重要性映射（Importance Map）：自動生成關(guān)鍵區(qū)域優(yōu)先計算圖譜；

偽隨機數(shù)優(yōu)化：減少偽隨機采樣誤差、提升結(jié)果穩(wěn)定性。

這些方法共同作用，使得RayXpert即使在復(fù)雜幾何體或高能譜情況下，也可在數(shù)小時內(nèi)完成高精度輻射場模擬。

典型應(yīng)用領(lǐng)域

RayXpert與RayXpert 2.0在多個行業(yè)中具有廣泛應(yīng)用，典型場景包括：

醫(yī)療物理應(yīng)用案例：放療加速器防護墻設(shè)計、質(zhì)子治療束流線屏蔽、Brachytherapy仿真

空間與航空應(yīng)用案例：衛(wèi)星輻射環(huán)境建模、航天器屏蔽分析、電子器件電離/非電離劑量評估

工業(yè)檢測應(yīng)用案例：X射線或中子探傷系統(tǒng)防護優(yōu)化、容器透照安全評估

核工程應(yīng)用案例：放射源貯存與運輸容器、乏燃料存儲池、中子屏蔽與臨界控制

教學(xué)科研應(yīng)用案例：粒子物理教學(xué)、輻射劑量仿真培訓(xùn)、核技術(shù)課程中使用

軟件版本與授quan 模式

RayXpert 提供模塊化授quan機制，主要分為以下版本：

SILVER：基礎(chǔ)版，支持伽馬/X射線、CAD導(dǎo)入與劑量模擬；

GOLD：進(jìn)階版，增加電子、中子物理過程、更多數(shù)據(jù)庫支持；

PLATINUM：旗艦版，全面開放全部粒子與腳本自動化接口（含Hadron Physics強子物理：Protons質(zhì)子、Deutons氘核、Tritons氚核、Alphas α粒子、He3氦-3、Ions離子、Neutrons中子>20MeV）

Network License：支持浮動授quan，適用于多用戶單位共享許可；

支持 Windows 操作系統(tǒng)，可與Python、Matlab、Excel等軟件聯(lián)動處理結(jié)果數(shù)據(jù)。

RayXpert與RayXpert 2.0是融合現(xiàn)代圖形界面、物理仿真核心與高效計算引擎的輻射仿真平臺。它不僅降低了輻射場建模門檻，也顯著提升了工程師與科研人員的工作效率。RayXpert已在多個關(guān)鍵行業(yè)中實現(xiàn)商業(yè)化部署，未來有望隨著核能、航天、精準(zhǔn)醫(yī)療等技術(shù)的發(fā)展而持續(xù)擴展應(yīng)用邊界。如果你希望探索或評估RayXpert在具體場景中的應(yīng)用，請聯(lián)系代理商南京覃思科技有限公司獲取更多資訊和支持。