FLUKA 是一种通用蒙特卡罗模拟工具,用于计算粒子传输和与物质的相互作用,涵盖从质子和电子加速器屏蔽到靶设计、量热法、活化、辐射剂量测量、探测器设计、加速器驱动系统、宇宙射线、中微子物理学、放射治疗等的广泛应用。
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FLUKA 设计和开发的最高优先级始终是完善和现代物理模型的实施和改进。 尽可能采用微观模型,确保所有反应步骤和/或反应类型之间的一致性,在每个步骤执行守恒定律,在单一相互作用水平上根据实验数据检查结果。 因此,最终预测是通过为所有能量/目标/射弹组合固定的最小自由参数集获得的。 因此,复杂情况下的结果以及属性和比例定律自然地从底层物理模型中产生,在没有直接可用的实验数据的情况下提供预测性,并保留相互作用内和组件之间的相关性。

FLUKA 可以高精度模拟大约 60 种不同粒子在物质中的相互作用和传播,包括从 1 keV 到数千 TeV 的光子和电子、中微子、任何能量的 μ 子、能量高达 20 TeV(高达 10 PeV 的强子) 将 FLUKA 与 DPMJET 代码联系起来)和所有相应的反粒子、中子、热能和重离子。 该程序还可以传输偏振光子(例如,同步辐射)和光学光子。 可以在线进行不稳定残余核发射辐射的时间演化和跟踪。

FLUKA 使用著名的组合几何 (CG) 包的改进版本,甚至可以处理非常复杂的几何形状。 FLUKA CG 设计用于正确跟踪带电粒子(即使存在磁场或电场)。 还提供各种可视化和调试工具。

对于大多数应用,用户无需编程。 但是,有许多用户可修改的程序(在 Fortran 77 中)供有特殊要求的用户使用。

FLUKA 的优点在技术方面,重点放在四个明显相互矛盾的要求上,即效率、准确性、一致性和灵活性。通过频繁求助于查表抽样实现了效率,并且系统地使用双精度对整体精度产生了很大影响:这两种品质都得益于对所采用算法的谨慎选择。 为了获得合理的灵活性,同时最大限度地减少对用户编写代码的需求,该程序为用户提供了大量可用选项,并且已经完全重组,引入了动态尺寸标注。

FLUKA 的另一个特性,可能在任何其他蒙特卡罗程序中都找不到,是它具有在偏置模式和完全模拟代码中使用的双重能力。 这意味着虽然它可用于预测波动、信号巧合和其他相关事件,但也可以使用多种统计技术来研究与衰减多个数量级相关的穿通或其他罕见事件。

另一个使用FLUKA的优势是其界面程序Flair,有可能是所有蒙卡程序中最好的界面程序,大大降低初学者的门槛。
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经过多年的发展FLUKA有两家支持包:INFN(意大利国家核物理实验室)和CERN(欧洲粒子研究中心),www.ufans.top以INFN版本为例介绍Ubuntu下FLUKA及其界面程序Flair的安装方法,CERN版本见另一篇:https://www.ufans.top/index.php/archives/564/

安装方法
1.安装前准备工作
检查你的Ubuntu上gcc以及gfortran的版本

gcc -v
gfortran -v

UBuntu22.04一般默认安装的是gcc Version 11版本,如果没有安装gfortan请采用下述命令安装:

sudo apt install gfortran

2.下载对应的版本以及数据包软件
从2021版开始,FLUKA(INFN)版本将主程序与数据包分开,因此需分别下载:
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注意UBuntu 22.04默认的是gcc-11版本,所以下载FLUKA-gcc-11版。

3.解压缩,编译安装fluka
将下载好的安装包解压缩到同一个目录(默认解压可能是两个独立的文件夹,把里面的文件放在同一文件下,假设该文件夹命名为fluka2023,数据与主程序必须在同一目录下)。
1)进入到fluka2023文件夹,右键在终端打开。
2)在终端命令行中输入
sudo apt-get install tcl-dev tk-dev python3-tk

gedit flutil/ffluka.sh

弹出ffluka.sh文件编辑框,在以下程序行前:
“#echo $FLUARCH = $FLUARCH”

添加两行:

FLUFOR="gfortran"
FLUARCH="64"

3)保存退出后,在终端输入命令:

export FLUPRO=/usr/local/fluka
export FLUFOR=/usr/bin/gfortran

4)编译

make
make install

如果在fluka目录里找到编译生成的flukahp可执行文件,代表fluka安装成功。

4.flair安装
flair主页上,下载flair对应的deb安装包
使用以下命令安装:

sudo dpkg -i flair_2.3c-0_all.deb
sudo dpkg -i flair-geoviewer_2.3-0c_amd64.deb

注意如果系统是Python3,应选择如下包:

sudo dpkg -i flair_2.3c-0cpy3_all.deb
sudo dpkg -i flair-geoviewer_2.3-0cpy3_amd64.deb

如果缺相关的软件依赖包,执行如下命令:

sudo apt -f install

5.简单的使用
安装完毕后,可以在APP dock里找到flair的程序,运行后会弹出对话框需要输入fluka的安装路径,输入fluka对应路径即可。
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完成。

6.出错及解决方法(仅供参考,未必会出现同样问题):
1)安装关键:

  • Linux系统的gfortran版本要与所下载的包匹配,否则编译时容易出错!!!
  • 上述步骤中gfortran设置步骤[->3->2)]。

同时不要忘记下载数据包,并解压缩到fluka根目录下(不要单列文件夹)。

2)运行flair出现:

Traceback (most recent call last): File "/usr/local/flair/flair.py",
line 46, in
import tkinter as tk

解决方法:

sudo apt-get install tcl-dev tk-dev python3-tk
最后修改:2024 年 05 月 11 日
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