RayXpert與RayXpert 2.0輻射模擬軟件

在核技術、輻射防護、空間工程、醫療物理和工業檢測等眾多與輻射相關的高端應用領域，對電離輻射環境的精確建模與評估已成為保障安全與優化設計的關鍵環節。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境技術的研發積淀，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、靈活、可擴展的3D輻射仿真解決方案。2025年推出的RayXpert 2.0在原有基礎上實現全面革新，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，是歐洲領先的輻射防護與測試服務提供商。公司聚焦于空間、航空、核能與高科技產業中的輻射環境建模與輻照服務，積累了豐富的元器件篩選與空間輻射評估經驗。TRAD的軟件產品家族包括RayXpert、FastRad等，在 ESA（歐洲空間局）、CNES（法國國家航天中心）、Airbus（空客）、Thales、CEA等重要機構和企業中均有廣泛部署，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、質子、α粒子等；

精準劑量評估：可計算空間分布的劑量率、等效劑量、吸收劑量，并進行圖形輸出；

靈活建模：內置3D建模模塊，支持從零建模或導入工業CAD（STEP格式）文件；

自定義源項配置：支持點源、面源、體源、譜源、復雜能譜源；

可交互圖形界面：通過圖形化界面進行模擬參數配置與可視化結果展示；

材質定義靈活：用戶可定義任意材料，包括原子構成、密度、混合材料等；

結果分析工具：包含等值線圖、剖面分析、探測器計數率仿真、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性與圖形界面的易用性。

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了大幅飛躍：

1. 建模與可視化改進

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；

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. 數據與物理引擎更新

引擎升級至Geant4 v11.2，擴展至強子物理過程；

新增核數據庫接口（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導出與Python接口；

支持命令行調用與批處理自動化仿真；

可導出模擬日志與中間數據以便深度調試；

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

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”（Variance Reduction Techniques），大幅加快收斂速度：

粒子分裂（Splitting）：增加重要區域的粒子數量；

俄羅斯？？法（Russian Roulette）：減少非重要區域計算量；

指數變換（Exponential Transform）：優化高穿透情形中的粒子軌跡；

重要性映射（Importance Map）：自動生成關鍵區域優先計算圖譜；

偽隨機數優化：減少偽隨機采樣誤差、提升結果穩定性。

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

典型應用領域

RayXpert與RayXpert 2.0在多個行業中具有廣泛應用，典型場景包括：

醫療物理應用案例：放療加速器防護墻設計、質子治療束流線屏蔽、Brachytherapy仿真

空間與航空應用案例：衛星輻射環境建模、航天器屏蔽分析、電子器件電離/非電離劑量評估

工業檢測應用案例：X射線或中子探傷系統防護優化、容器透照安全評估

核工程應用案例：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

教學科研應用案例：粒子物理教學、輻射劑量仿真培訓、核技術課程中使用

軟件版本與授權模式

RayXpert 提供模塊化授權機制，主要分為以下版本：

SILVER：基礎版，支持伽馬/X射線、CAD導入與劑量模擬；

GOLD：進階版，增加電子、中子物理過程、更多數據庫支持；

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：支持浮動授權，適用于多用戶單位共享許可；

支持 Windows 操作系統，可與Python、Matlab、Excel等軟件聯動處理結果數據。

RayXpert與RayXpert 2.0是融合現代圖形界面、物理仿真核心與高效計算引擎的先進輻射仿真平臺。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已在多個關鍵行業中實現商業化部署，未來有望隨著核能、航天、醫療等技術的發展而持續擴展應用邊界。如果你希望探索或評估RayXpert在具體場景中的應用，請聯系官方授權代理商南京覃思科技有限公司獲取更多資訊和支持。