TopMC®

Produkte · Übersicht

Neutronische Berechnung des gesamten Prozesses in einem Programm

Multi-Functional Program for Neutronics Calculation, Nuclear Design and Safety Evaluation (TopMC, aktualisierte und erweiterte Version von SuperMC) ist eine groß angelegte Nukleardesign-Software, die seit mehr als 40 Jahren vom FDS-Konsortium entwickelt wird. Basierend auf der Berechnung des Strahlungstransports als Kernstück unterstützt TopMC die Berechnung des gesamten neutronischen Prozesses, einschließlich Erschöpfung, Strahlungsquellendauer/-dosis/biogefährdender Strahlung, Materialaktivierung und Transmutation.

Es zeichnet sich durch hocheffiziente und hochpräzise multiphysikalische Berechnungen, genaue Modellierung, visualisierte Analysen und virtuelle Simulationen sowie intelligentes Nukleardesign und Sicherheitsbewertung aus. TopMC kann für den Entwurf und die Sicherheitsbewertung von Kernenergiesystemen sowie für Anwendungsbereiche der Kerntechnik eingesetzt werden.

TopMC wird in mehr als 1000 namhaften nuklearbezogenen Institutionen in den Bereichen Energie, Gesundheitswesen und Industrie in mehr als 90 Ländern eingesetzt. Verwandte Methoden und Technologien wurden mit dem National Natural Science Award, dem European Prize for Innovation in Fusion Research usw. ausgezeichnet.

TopMC-Architektur: automatische Modellierung von Geometrie und Physik, Strahlungstransportkern gekoppelt mit Erschöpfung, Aktivierung und Quellterm, Einspeisung visualisierter Analyse und virtueller Simulation
TopMC-Architektur
  • Von ITER als Referenzcode ausgewählt
  • Hat das Generic Design Assessment (GDA) des Vereinigten Königreichs bestanden
  • Erhältlich bei OECD/NEA und RIST/NCC
  • Nationaler Naturwissenschaftspreis Chinas
  • Europäischer Preis für Innovation in der Fusionsforschung

Produkte · Editionen

Drei Editionen, ein Transportkern

Das Allzweck-Neutronikprogramm, eine Dosisberechnungsmaschine für die Strahlentherapie und KI-gesteuertes Nukleardesign.

TopMC 1.1

Veröffentlicht

Aktualisierte und erweiterte Version von SuperMC

Leistungsstärkere Funktionen, mehr Anwendungsbereiche und professionellere Dienstleistungen.

Leistungsstärkere Funktionen

  • Transport geladener Teilchen: Elektron, Proton, Ion usw.
  • Hocheffiziente Analyse: Pulshöhenzählung gekoppelt mit Varianzreduktion usw.
  • Tiefe Integration von KI: intelligente Modellierung, intelligentes Rechnen, intelligente Analyse, intelligentes Nukleardesign usw.
  • Multi-Szenario-Lösungen: Neutronenprotokollierung, Radiographie, Beschleuniger, Kernkraft usw.

Weitere Anwendungsgebiete

  • Ausweitung auf nukleartechnische Anwendungen: Design und Anwendung von Kerndetektions- und Beschleunigern, Dosisschätzung für Strahlenverarbeitung und Nuklearmedizin usw.

Professionellere Dienstleistungen

  • Standardisierte, professionelle Dienstleistungen: technischer Support vor dem Verkauf, systematische Schulung und Kundendienst.
Plenarsaal des 33. Symposiums für Fusionstechnologie in Dublin, mit dem FDS-Logo zuerst auf dem Sponsorbildschirm
FDS gehört zu den Sponsoren des 33. Symposiums für Fusionstechnologie (SOFT), Dublin

Referenz Chen S., Wu B., Dong Z. et al. Entwicklung von TopMC 1.0 für nukleartechnische Anwendungen. EPJ Nuclear Sciences & Technologies, 2025, 11. DOI: 10.1051/epjn/2024033

Produkte · Funktionen

Acht Berechnungsmodule

Vier Grundfunktionen decken die gesamte Neutronensimulation ab; Vier erweiterte Funktionen koppeln es mit anderer Physik, Personen und Ereignissen.

GrundfunktionenNeutronik-Simulation

01

Berechnung des Strahlungstransports

  • Mehrteilchen: Neutron, Photon, Elektron usw.
  • Flexible Quellenbeschreibung: allgemeine Quelle, kritische Quelle, Oberflächenquelle, benutzerdefinierte Quelle
  • Physikalische Parameter: Keff, Oberflächen-/Zell-/Netz-/Detektorfluss, Energiedeposition, Reaktionsrate, Pulshöhe usw.
  • Adaptive Varianzreduktion basierend auf einem globalen Gewichtungsfenstergenerator
  • Effiziente parallele Berechnung: MPI, OpenMP, parallele Datenzerlegung usw.
  • Temperaturabhängige Querschnittsbehandlung: thermisch & Resonanz, online / OTF
02

Berechnung des Isotopenabbrands

  • Lösungsmethode: Chebyshev Rational Approximation Method (CRAM) usw.
  • Innere Kopplung: Konstantflussnäherung am Anfang des Schritts (BOS), Prädiktor-Korrektor, verbesserter Halbprädiktor-Korrektor (ISPC) usw.
03

Berechnung der materiellen Aktivierung und Transmutation

  • Rechenmodi: Berechnung der Punktaktivierung, Berechnung der Transport-Aktivierungs-Kopplung usw.
  • Aktivierungseigenschaften: Aktivität, Zerfallswärme, biologische Gefahr, Dosisleistung, Clearance-Index usw.
04

Berechnung der Abschaltdosisleistung

  • Lösungsmethoden: Rigorous-Two-Step (R2S) und verbessertes Direct-One-Step (D1S)

Erweiterte FunktionenKopplungssimulation

05

Multiphysik-Kopplungssimulation

  • Kopplung neutronischer Berechnungen mit Thermohydraulik, Strukturmechanik usw.
06

Organdosisbewertung basierend auf virtuellem Roaming

  • Virtuelles Roaming der Wartung in Strahlungsumgebungen
  • Echtzeitauswertung der Organdosis und Kollektivdosis
  • Automatische Optimierung der Arbeitswege
Virtuelle Wanderszene eines Arbeiters auf einer Plattform über einem Reaktor, mit Diagrammen zur effektiven Dosisleistung, der akkumulierten Dosis und der Organdosis
07

Simulation der Unfallentwicklung

  • Schnelle Vorhersage des Unfallentwicklungsprozesses
  • Vollständige Echtzeitsimulation der Radionukliddiffusion
  • Genaue Umkehrung des Unfallquellenterms
  • Intelligente Entscheidungsunterstützung

Produkte · Erweiterte Funktionen

Was TopMC auszeichnet

01

Voll funktionsfähige, innergekoppelte Neutronenberechnung

Stark anisotroper Neutronentransport

  • Monte-Carlo-Transport basierend auf der Gleichmäßigkeit der Teilchendichte für stark anisotrope Neutronentransportprobleme
  • Störungsanalyse basierend auf korrelierter Stichprobe
  • Hybride Monte-Carlo- und deterministische Methoden: Regions-/Energie-/Zeitkopplung
  • Andere Beschleunigungsmethoden: gleichmäßige Spaltungsquelle, parallele Datenzerlegung, Quellenkonvergenzbeschleunigung, massive Tally-Bewertung usw.

Innergekoppelte Gesamtprozessberechnung – Transport, Abbrand/Aktivierung und Dosis

  • Vollständige Automatisierung des Arbeitsablaufs für eine effizientere Analyse
  • Datenübertragung über den Speicher für hochpräzise Berechnungen
TopMC-Collage: Teilchenkollisionen neben Tafeln, die paralleles Rechnen, ein Fusionsgerät, ein Reaktormodell, Strahlentherapie, einen Tokamak und ein Kraftwerk zeigen
Eine Berechnungskette über Anwendungsszenarien hinweg
02

CAD-/bildbasierte genaue Modellierung für komplexe unregelmäßige Geometrie

Genaue automatische Modellierung

  • Konvertierung zwischen CAD-/Bild- und Monte-Carlo-Simulationsmodellen zur genauen Beschreibung komplexer unregelmäßiger Geometrie
  • Parametrisierte High-Fidelity-Modellierung des gesamten Reaktors (Pin-für-Pin-Ebene).

Integrierte Modellierung

  • Interaktive Modellierung des gesamten Modells für Geometrie, Material, Neutronik und physikgekoppelte Modellierung
TopMCdirekte Berechnung
MCNPTRIPOLIGeant4FLUKAPHITSusw.Generierung der Eingabedatei
CAD-Schnittmodell eines Tokamaks mit Vakuumgefäß, Magneten und Anschlüssen
CAD-Geometrie eines Tokamaks
Modellierungsoberfläche mit einem farbcodierten Reaktormodell und einem Dialog zur Quellendefinition
Interaktive Modellierung
03

Datenanalyse basierend auf mehrdimensionaler/mehrstiliger Visualisierung

Virtual-Reality-basierte Simulation

  • Virtuelles Roaming der Wartung in Strahlungsumgebungen
  • Echtzeitauswertung der Organdosis und Kollektivdosis
  • Automatische Optimierung der Arbeitswege

Datenvisualisierung

  • Datenvisualisierung mit mehreren Stilen: Oberflächen-/Volumen-/Isoflächen-Rendering usw.
  • Visualisierung gemischt mit Geometrie
  • Quantitative Analyse der Ergebnisse: Punkt-/Extremwertextraktion, Trendanalyse für eine bestimmte Region usw.
Virtual-Reality-Simulation: Ein Arbeiter klettert in einem farblich kartierten Strahlungsfeld eine Leiter hinauf, während die Dosistabellen aktualisiert werden
Virtuelles Roaming in einem Strahlungsfeld
Dosisleistungskarte eines Gebäudebodens in µSv/h, von Rot in der Nähe der Quelle bis Blau weiter entfernt
Dosisleistungskarte (µSv/h)