FASTRAD - 空间辐射分析软件

在过去的 15 年中，FASTRAD^® 已被航天工业公认为辐射剂量分析和屏蔽优化的参考软件。

在各地，每天有 150 多家卫星集成商、航天机构和子系统制造商在使用 FASTRAD^®。

该软件允许其用户减少整体屏蔽质量并提高设备的辐射硬度。由于其 CAD 几何导入模块，组件、子系统或卫星结构的 3D 建模从未如此简单！

FASTRAD^® 是空间辐射分析、扇区分析（minimum和倾斜光线追踪）等关键计算、新的和改进的逆蒙特卡罗方法的解决方案。

FASTRAD^®模块，发现全部功能：

辐射CAD界面和数据交换

简化配置，限于创建和处理3D辐射模型，允许导入和导出整个STEP对象特征。

• CAD界面

1. 图形用户界面将允许您创建和处理几何图形：

2. 插入简单的形状（盒子、平板、圆柱、球体、圆锥、三棱柱、椭圆圆柱和圆环、挤压梯）

3. 查看器3D / 2D +对象处理器（旋转、平移等）

4. 带数据库的材料定义接口

5. 挖空并合并简单的形状以及来自导入的.STEP文件的形状

6. 显示和截图工具

7. 质量计算

8. 物料管理工具（显示、替换、列表清理）

9. 探测器处理工具

10. 搜索工具

11. 量具

12. 剪切平面

• CAD导入

导入以 STEP 格式（AP209、AP214）编写的模型。CAD 工具可以生成兼容的 STEP 文件。

增强的阅读器功能还允许导入：

1. 等级制度

2. 固体的名称

3. 固体的颜色

• 组件数据库

允许管理 FASTRAD^® 模型数据库的界面。使用此对话框时，您可以将模型存储在数据库中，也可以将数据库的全部模型插入到当前的 FASTRAD^® 模型中。

FASTRAD^® 随附有广泛的组件封装模型库（扁平封装、TO 等）。邀请用户补充该数据库。

• 与其他辐射代码交换

C++GEANT4 项目导出：

1. 将 FASTRAD^® 模型导出为 GDML 2.7 格式

2. 几何转换器

3. 粒子源定义

4. 灵敏体积检测器定义

5. 直方图（剂量、LET 等）

6. 物理过程的选择

光线追踪计算 

使用 3D 模型中的点创建实体并执行基本计算：扇区分析（小和倾斜光线追踪）、等效厚度、光线视图和屏蔽映射。

1、光线追踪TID和TNID

通过扇区分析对全部包含简单形状或细分体积（来自 STEP 或 IGES 格式文件）的 Fastrad 模型进行剂量计算。

提出两种计算方法：

• 倾斜的（与实体球体剂量深度曲线相关）

• “minimum路径”方法（具有壳形剂量深度曲线）

该接口专用于计算敏感区域的位移损伤等效通量 (DDEF) 和 TID

2、屏蔽优化工具

由于以下原因，可以显示通过扇区分析计算的交叉厚度：

应用于不同厚度值的颜色代码。

在选定表面上显示屏蔽的热点映射。色标显示了辐射屏蔽方面关键的位置。

3、六面等效厚度

6 个面等效厚度对话框允许计算全部探测器在 6 个方向（+/-X、+/Y、+/-Z）中的每一个方向上看到的等效厚度。

用户可以设置模拟等效屏蔽的屏蔽盒大小。

4、扩展建模

用户能够使用现有实体的边缘创建点并应用不同的变换（投影、空间等）。

特定的形状定义界面允许通过直接选择 3D 图形的点

来创建 FASTRAD^® 实体。

脚本模块和蒙特卡罗计算

一种脚本语言，允许用户与主要的 FASTRAD 实体、参数化任务、处理自定义文件格式等进行交互。该服务还为您提供了很有效的蒙特卡罗计算的关键：正向和反向蒙特卡罗计算都可用. 蒙特卡罗基于粒子与物质的实际物理相互作用。它考虑了材料成分和粒子行为，以获得更高的精度。计算可以在多个线程上运行（并行化）以减少计算时间。前向和反向 MC 两种计算可以通过命令行（批处理文件）启动，并在可选参数（镜头数、输出文件、线程数等）中为给定的 '.ray 定义几个计算参数' 模型。

1、内部充电

在简单的内部电荷分析中，FASTRAD 计算在电介质中的两点检测器之间停止的净电子通量 (pA/cm²)。

在内部电荷分析中，FASTRAD 计算五个量：入射电子通量 (pA/cm2)、电荷沉积速率（总）（C/m3/s）、电荷沉积速率（初级）（C/m3/s )、剂量率 (rad/s) 和沉积能量 (MeV)。这些数量针对体积计算。

这些计算基于蒙特卡罗粒子传输方法。

2、脚本模块

节省辐射分析时间：

• 多选：用户现在可以同时与选择的形状进行交互

• Sigma（错误）停止标准：用户现在可以定义错误标准，每个检测器的计算将根据该标准停止

• Monte-Carlo 模块中的计算恢复：用户现在可以在停止的地方恢复 RMC 计算，以便发射更多粒子并获得更好的收敛性

使用脚本模块自定义 FASTRAD^®：

• 脚本语言： FASTRAD 中集成了一种脚本语言。它允许用户与主要的 FASTRAD 实体、参数化任务、处理自定义文件格式等进行交互。

• 脚本集成开发接口：用户可以自己编写脚本

• 脚本组合：用户可以存储并快速执行自己的脚本文件

3、电子、质子和光子的3D真相蒙特卡洛传输

该模块允许使用前向蒙特卡罗算法执行计算。可以考虑初级电子、质子和光子以及次级电子和光子。可以定义范围广泛的源几何形状。可以使用单能通量或连续能谱进行计算。可以在 3D 模型中选择几个敏感体积。结果是：

• 沉积的能量

• 剂量

• 粒子注量

选择轨迹后，可以可视化粒子轨迹并显示交互属性。

3D 映射模块允许计算敏感区域中的沉积能量、传输通量和相关误差。使用此工具可以轻松识别关键区域。

4、入射电子和质子的3D逆蒙特卡罗

使用反向蒙特卡罗对入射电子和质子通量进行剂量估计。

对于包括不同几何尺度的复杂 3D 模型，使用标准（前向）蒙特卡罗方法计算剂量变得很耗时。反向蒙特卡罗方法为准确的 TID 计算提供了很好的解决方案。

初级和次级电子、初级质子和次级光子 (Bremsstrahlung) 都被考虑在内。可以考虑点检测器和敏感体积来获得：

– 沉积的电离剂量：总和每个粒子类型

– 总非电离剂量（NIEL 表）

– 每个粒子类型的透射通量

TID 和 TNID 计算是根据分配给准时或体积目标的材料执行的。

请注意，反向蒙特卡罗方法专用于各向同性环境。反向 MC 模块还建议可视化粒子轨迹并在选择轨迹时显示交互属性。3D 映射模块允许计算敏感区域中的沉积能量、传输通量和相关误差。Reverse MC 模块能够为全部探测器和敏感体积生成一个映射文件，或包含全部选定探测器的合并映射文件。

系统要求：

FASTRAD^® 在 Windows 系统（Vista、7、8 和 10）、32 和 64 位操作系统上运行。由于 Windows 模拟器（Wmware 等），它也可以在 Linux 或 MacO上运行。

低要求：

–操作系统： Windows Vista/7/8/10

– CPU 类型： 2Ghz 32 位(x86) 或 64 位(x64)

–内存： 512 Mb

–显卡：集成或专用 GPU，与 OpenGL 2.1 兼容

–磁盘空间： 150 Mb

高要求：

–操作系统： Windows Vista/7/8/10

– CPU 类型： 3Ghz 64-bit(x64) 8 线程

–内存： 8Gb

–显卡：与 OpenGL 2.1 兼容的专用 GPU 和 1Gb 内存

–磁盘空间： 1 Gb

–磁盘类型： SSD