TopMC®

Prodotti · Panoramica

Calcolo neutronico dell'intero processo, in un unico programma

Il programma multifunzionale per il calcolo neutronico, la progettazione nucleare e la valutazione della sicurezza (TopMC, versione aggiornata ed estesa di SuperMC) è un software di progettazione nucleare su larga scala, sviluppato dal Consorzio FDS da oltre 40 anni. Prendendo come nucleo centrale il calcolo del trasporto delle radiazioni, TopMC supporta il calcolo neutronico dell'intero processo contenente l'esaurimento, il termine/dose/rischio biologico della sorgente di radiazioni, l'attivazione e la trasmutazione del materiale.

È caratterizzato da calcoli multifisici ad alta efficienza e alta fedeltà, modellazione accurata, analisi visualizzata e simulazione virtuale, progettazione nucleare intelligente e valutazione della sicurezza. TopMC può essere utilizzato per la progettazione e la valutazione della sicurezza dei sistemi di energia nucleare, nonché per i campi di applicazione della tecnologia nucleare.

TopMC è stato ampiamente utilizzato in più di 1000 rinomate istituzioni legate al nucleare nei settori dell'energia, della sanità e dell'industria, in più di 90 paesi. Le metodologie e le tecnologie correlate hanno vinto il Premio nazionale di scienze naturali, il Premio europeo per l'innovazione nella ricerca sulla fusione, ecc.

Architettura TopMC: modellazione automatica della geometria e della fisica, nucleo di trasporto della radiazione accoppiato con esaurimento, attivazione e termine della sorgente, che alimenta analisi visualizzate e simulazione virtuale
Architettura TopMC
  • Selezionato come codice di riferimento da ITER
  • Superato il Generic Design Assessment (GDA) del Regno Unito
  • Disponibile da OECD/NEA e RIST/NCC
  • Premio nazionale cinese per le scienze naturali
  • Premio europeo per l'innovazione nella ricerca sulla fusione

Prodotti · Edizioni

Tre edizioni, un unico nucleo di trasporto

Il programma di neutronica per scopi generali, un motore di calcolo della dose per la radioterapia e una progettazione nucleare basata sull’intelligenza artificiale.

TopMC 1.1

Pubblicato

Versione aggiornata ed estesa di SuperMC

Funzioni più potenti, più campi di applicazione e più servizi professionali.

Funzioni più potenti

  • Trasporto di particelle cariche: elettroni, protoni, ioni, ecc.
  • Analisi altamente efficiente: conteggio dell'altezza dell'impulso abbinato alla riduzione della varianza, ecc.
  • Profonda integrazione dell'intelligenza artificiale: modellazione intelligente, elaborazione intelligente, analisi intelligente, progettazione nucleare intelligente, ecc.
  • Soluzioni multi-scenario: registrazione dei neutroni, radiografia, acceleratore, energia nucleare, ecc.

Più campi di applicazione

  • Esteso alle applicazioni della tecnologia nucleare: progettazione e applicazione di rilevatori e acceleratori nucleari, stima della dose per il trattamento delle radiazioni e la medicina nucleare, ecc.

Servizi più professionali

  • Servizi standardizzati e professionali: supporto tecnico pre-vendita, formazione sistematica e servizio post-vendita.
Sala plenaria del 33° Simposio sulla Tecnologia della Fusione a Dublino, con il logo FDS per primo sullo schermo dello sponsor
FDS tra gli sponsor del 33° Simposio sulla Tecnologia della Fusione (SOFT), Dublino

Riferimento Chen S, Wu B, Dong Z et al. Sviluppo di TopMC 1.0 per applicazioni di tecnologia nucleare. EPJ Scienze e tecnologie nucleari, 2025, 11. DOI: 10.1051/epjn/2024033

Prodotti · Funzioni

Otto moduli di calcolo

Quattro funzioni di base coprono la simulazione neutronica dall'inizio alla fine; quattro funzioni estese lo accoppiano con altri fenomeni fisici, persone ed eventi.

Funzioni di baseSimulazione neutronica

01

Calcolo del trasporto di radiazioni

  • Multiparticella: neutrone, fotone, elettrone, ecc.
  • Descrizione flessibile della sorgente: sorgente generale, sorgente critica, sorgente di superficie, sorgente definita dall'utente
  • Parametri fisici: keff, superficie/cella/mesh/flusso del rilevatore, deposizione di energia, velocità di reazione, altezza dell'impulso, ecc.
  • Riduzione adattiva della varianza basata su un generatore di finestra di peso globale
  • Calcolo parallelo efficiente: MPI, OpenMP, decomposizione parallela dei dati, ecc.
  • Trattamento della sezione trasversale dipendente dalla temperatura: termico e risonanza, on-line / OTF
02

Calcolo della deplezione isotopica

  • Metodo di risoluzione: metodo di approssimazione razionale di Chebyshev (CRAM), ecc.
  • Accoppiamento interno: approssimazione a flusso costante all'inizio della fase (BOS), predittore-correttore, semi-predittore-correttore migliorato (ISPC), ecc.
03

Calcolo dell'attivazione e della trasmutazione dei materiali

  • Modalità computazionali: calcolo dell'attivazione del punto, calcolo dell'accoppiamento trasporto-attivazione, ecc.
  • Proprietà di attivazione: attività, calore di decadimento, pericolo biologico, tasso di dose, indice di eliminazione, ecc.
04

Calcolo della velocità di dose di arresto

  • Metodi di risoluzione: Rigorous-Two-Step (R2S) e Direct-One-Step migliorato (D1S)

Funzioni esteseSimulazione dell'accoppiamento

05

Simulazione di accoppiamento multifisico

  • Calcolo di accoppiamento neutronico con termoidraulica, meccanica strutturale, ecc.
06

Valutazione della dose agli organi basata sul roaming virtuale

  • Roaming virtuale di manutenzione in ambienti radioattivi
  • Valutazione in tempo reale della dose d'organo e della dose collettiva
  • Ottimizzazione automatica dei percorsi di lavoro
Scena virtuale di roaming di un lavoratore su una piattaforma sopra un reattore, con grafici del tasso di dose effettiva, della dose accumulata e della dose agli organi
07

Simulazione dell'evoluzione degli incidenti

  • Previsione rapida del processo di evoluzione degli incidenti
  • Simulazione su scala reale e in tempo reale della diffusione dei radionuclidi
  • Inversione accurata del termine fonte dell'incidente
  • Supporto decisionale intelligente

Prodotti · Funzionalità avanzate

Ciò che distingue TopMC

01

Calcolo neutronico a funzione completa e accoppiato internamente

Trasporto di neutroni fortemente anisotropo

  • Trasporto Monte Carlo basato sull'uniformità della densità delle particelle per problemi di trasporto di neutroni fortemente anisotropi
  • Analisi delle perturbazioni basata su campionamento correlato
  • Monte Carlo ibrido e metodi deterministici: accoppiamento regione/energia/tempo
  • Altri metodi di accelerazione: sorgente di fissione uniforme, decomposizione parallela dei dati, accelerazione della convergenza della sorgente, punteggio di conteggio massiccio, ecc.

Calcolo dell'intero processo accoppiato internamente: trasporto, combustione/attivazione e dose

  • Automazione completa del flusso di lavoro per un'analisi più efficiente
  • Trasferimento dei dati attraverso la memoria per calcoli ad alta precisione
Collage TopMC: collisioni di particelle accanto a pannelli che mostrano il calcolo parallelo, un dispositivo di fusione, un modello di reattore, la radioterapia, un tokamak e una centrale elettrica
Una catena di calcolo attraverso gli scenari applicativi
02

Modellazione accurata basata su immagini/CAD per geometrie irregolari complesse

Modellazione automatica accurata

  • Conversione tra modelli CAD/immagine e simulazione Monte Carlo, che descrivono accuratamente geometrie irregolari complesse
  • Modellazione parametrizzata dell'intero reattore ad alta fedeltà (livello pin per pin).

Modellazione integrata

  • Modellazione interattiva di modelli interi per geometria, materiali, neutronica e modellazione accoppiata alla fisica
TopMCcalcolo diretto
MCNPTRIPOLIGeant4FLUKAPHITSecc.generazione del file di input
Modello CAD in sezione di un tokamak con recipiente a vuoto, magneti e porte
Geometria CAD di un tokamak
Interfaccia di modellazione con un modello di reattore codificato a colori e una finestra di dialogo per la definizione della sorgente
Modellazione interattiva
03

Analisi dei dati basata sulla visualizzazione multidimensionale/multistile

Simulazione basata sulla realtà virtuale

  • Roaming virtuale di manutenzione in ambienti radioattivi
  • Valutazione in tempo reale della dose d'organo e della dose collettiva
  • Ottimizzazione automatica dei percorsi di lavoro

Visualizzazione dei dati

  • Visualizzazione dei dati multi-stile: rendering di superficie/volume/iso-superficie, ecc.
  • Visualizzazione mista a geometria
  • Analisi quantitativa dei risultati: estrazione di punti/valori estremi, analisi delle tendenze per una regione specifica, ecc.
Simulazione della realtà virtuale: un lavoratore sale una scala all'interno di un campo di radiazioni con mappatura dei colori mentre i grafici della dose si aggiornano
Girovagare virtuale in un campo di radiazioni
Mappa del tasso di dose del piano di un edificio in µSv/h, dal rosso vicino alla sorgente al blu più lontano
Mappa del tasso di dose (μSv/h)