FLUKA主要是意大利核物理研究所(INFN)和歐洲核子中心(CERN)的科學(xué)家合作開發(fā)的結(jié)晶，2019年9月1日，兩家宣布結(jié)束在FLUKA方面的合作。INFN擁有老的網(wǎng)站http://www.fluka.org/并推出了新版本FLUKA2020.0beta.1，版本發(fā)行說(shuō)明中部分內(nèi)容提示用戶使用Flair存在風(fēng)險(xiǎn)，貌似INFN將來(lái)對(duì)Flair的支持程度將逐漸降低。與此同時(shí)CERN建設(shè)了自己的FLUKA網(wǎng)站https://fluka.cern/并發(fā)布了新版本FLUKA2011-3.0，新網(wǎng)站上也更新了Flair，最新版是Flair3.0.5。
對(duì)于普通用戶而言，是選擇追隨INFN還是CERN呢？經(jīng)過(guò)這個(gè)漫長(zhǎng)的春節(jié)，作者選擇了CERN的新版本，理由如下：1.Flair不僅僅是GUI，更是前處理和后處理的重要工具，無(wú)法舍棄；2.CERN作為全球最大的研究中心，他們維護(hù)的FLUKA版本想必值得信賴。因此本文用CERN的新版本進(jìn)行安裝調(diào)試。
Ubuntu最新版本是19.10。但Ubuntu18.04是穩(wěn)定版本，加上有前期安裝經(jīng)驗(yàn)，穩(wěn)妥起見我們安裝Ubuntu18.04，安裝Ubuntu的常規(guī)操作本文不再贅述。Ubuntu下載地址：https://ubuntu.com/。
由于原來(lái)在fluka.org的FUID無(wú)法通用于CERN的新網(wǎng)址，用戶需要進(jìn)行重新注冊(cè)，注冊(cè)頁(yè)面是：https://fluka.cern/download/registration。本文簡(jiǎn)單介紹一下注冊(cè)過(guò)程及注意要點(diǎn)。
然后會(huì)收到CERN的一封郵件，提示用戶需要一個(gè)工作日審核。
再次進(jìn)入注冊(cè)頁(yè)面，點(diǎn)擊Fill in form
這里有幾個(gè)選項(xiàng)選擇，如果你的研究單位沒(méi)有跟CERN簽訂協(xié)議或者你的公司也沒(méi)有購(gòu)買商業(yè)版本的話，比較省心的選擇是最后一項(xiàng)：個(gè)人的科學(xué)研究目的。
如果是老系統(tǒng)，里面安裝了原來(lái)版本的FLUKA，建議先將其刪除。如果是tar安裝，用命令：
rm -Rf $FLUPRO
如果是rpm安裝的，用命令：
rpm -e fluka2011
找到CERN提供的下載網(wǎng)頁(yè)：https://fluka.cern/download/latest-fluka-release，我們選擇用于Linux的.tgz版本，也就是第一個(gè)。
下載速度相比于之前非常慢，總共是480 M的文件，比之前的也大了約300 M。
根據(jù)CERN網(wǎng)頁(yè)https://fluka.cern/documentation/installation/fluka-linux-macos提供的安裝步驟，跟以前的類似，第一步還是應(yīng)該安裝對(duì)應(yīng)的編譯器。
在Ubuntu系統(tǒng)中安裝gfortran 7.4
檢查是gfrotran否安裝成功，可以用這樣幾個(gè)命令：
gfortran -v或者gcc -v查詢版本
which gcc 和 whichgfortran 查詢安裝路徑
如果是蘋果macOS系統(tǒng)，操作相對(duì)更多一些。這里不多贅述，使用Mac的用戶參見官網(wǎng)。
把下載好的FLUKA安裝包復(fù)制到Ubuntu系統(tǒng)下的新建文件夾home/FLUKA2011.3.0。文件夾命名可以隨意，但不能有空格。
然后在終端上用命令tar -xvffluka-2011-3.0.Linux-gfor7.tgz進(jìn)行解壓。
解壓后的文件存放在路徑home/FLUKA2011.3.0/fluka2011-3.0下。對(duì)比上一個(gè)版本，這個(gè)版本解壓后的文件分類更加清晰簡(jiǎn)潔。
這個(gè)時(shí)候打開bin目錄查看發(fā)現(xiàn)，還沒(méi)有可執(zhí)行文件。
由于makefile 在src目錄下，終端用cd命令進(jìn)入src目錄，執(zhí)行make命令。也可以按照官網(wǎng)說(shuō)的用make -j 8來(lái)加速執(zhí)行。
Make執(zhí)行完成后就會(huì)發(fā)現(xiàn)在bin目錄下游多個(gè)可執(zhí)行文件生成，這其中就包括fluka 和 flukadpm。
與以前的版本安裝最大的不同在于，CERN的新版本不需要在make之前設(shè)置環(huán)境變量。Make完成之后實(shí)際上也不需要，這里的環(huán)境變量設(shè)置只是為了使用方便，避免每次調(diào)用執(zhí)行文件時(shí)都要輸入全部路徑。命令行是：
export PATH=$PATH:/home/yuni/FLUKA2011.3.0/fluka2011-3.0/bin
source ~/.bashrc 這個(gè)命令的作用是當(dāng)打開新的終端的時(shí)候，環(huán)境變量仍然有效。也可以用echo $PATH命令查看一下PATH。
CERN重新編寫了運(yùn)行的指南頁(yè)面，用命令行運(yùn)行FLUKA的指導(dǎo)頁(yè)面是
https://fluka.cern/documentation/running/fluka-command-line。但其實(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)這部分跟原來(lái)幾乎是一致的。
將測(cè)試模型文件inp復(fù)制到工作文件夾FLUKAwork.為了減少運(yùn)算時(shí)間，將輸入粒子數(shù)改為1000。
啟動(dòng)FLUKA運(yùn)行的命令是：
/home/yuni/FLUKA2011.3.0/fluka2011-3.0/bin/rfluka-M 5 input.inp
也可以是：
/home/yuni/FLUKA2011.3.0/fluka2011-3.0/bin/rfluka-N0 -M 5 input.inp
對(duì)比原來(lái)的啟動(dòng)運(yùn)行命令FLUPRO/flutil/rfluka-N 0 -M 5 input.inp，除了路徑不同，其他都是一樣的。
表示進(jìn)行5個(gè)cycle的計(jì)算，-N表示起始cycle,-M表示結(jié)束的cycle。有5個(gè)cycle總共運(yùn)算5000個(gè)粒子。
運(yùn)行成功的標(biāo)志是有臨時(shí)文件夾生成：此例中為fluka_xxxx；
如果模型正確，會(huì)得到score的fort文件：如input001_fort.22；
由于單機(jī)上只能串行完成計(jì)算，因此依次得到cycle #1-#5的結(jié)果。
運(yùn)行結(jié)束后在工作目錄下會(huì)有很多fort文件，說(shuō)明CERN的新版本FLUKA安裝成功！
隨著CERN 和INFN的分家，F(xiàn)LAIR也有了新的網(wǎng)址：
http://flair.web.cern.ch/flair/
Flair是FLUKA的GUI。由于其友好的用戶界面，推薦大家都安裝使用。目前最新版本是flair-3.0-5。本文提供兩種安裝Flair的方式，一種是最新的repository庫(kù)安裝，另一種是傳統(tǒng)的手動(dòng)逐步安裝。CERN的網(wǎng)頁(yè)安裝指南推薦使用第一種，更加方便快捷，不容易出差錯(cuò)。
如果你用的是之前的Ubuntu系統(tǒng)，而且安裝過(guò)flair老版本的話，建議在裝新版本前將其卸載，包括幾何模塊也卸載，命令行是：sudo apt remove flair flair-geoviewer。
相比于之前復(fù)雜的安裝過(guò)程，尤其是依賴包的安裝過(guò)程，CERN提供了一個(gè)打包好的簡(jiǎn)易安裝方式，也就是常用的repository。用這種方法只需要三步就能完成flair和flair-geoviewer及其他依賴包的安裝。
1.安裝repository庫(kù)的key，命令行是:
sudo wget -q -O - https://cern.ch/flair/download/ubuntu/KEY.gpg | sudoapt-key add -
2.安裝Ubuntu18.04對(duì)應(yīng)的repository庫(kù)，命令行是：
這一步需要時(shí)間比較長(zhǎng)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)速而定，可以喝杯咖啡休息一下。
3.輸入安裝命令 回車：sudo aptinstall flair。在終端中可以看到許多依賴包將自動(dòng)安裝。
在上一節(jié)安裝完成之后，建議立即進(jìn)行升級(jí)。命令行是：
sudo apt update
sudo apt upgrade
終端中顯示很多庫(kù)都進(jìn)行了更新，upgrade所需的時(shí)間更長(zhǎng)，可以打一把游戲或者拿兩篇文獻(xiàn)翻翻。
用命令行打開flair: flair input.inp &。新版Flair打開后彈出證書協(xié)議，拉到最底部點(diǎn)擊I agree即可。
會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)提示：Set Fluka Directory。
直接點(diǎn)擊界面中的start運(yùn)行的話會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)提示：Finished with ERRORS。查閱.out文件看到進(jìn)一步提示：failed to run command 'rfluka’。說(shuō)明Flair并沒(méi)有像以前的版本那樣在安裝完成之后自動(dòng)連接到FLUKA的可執(zhí)行文件，從而導(dǎo)致了無(wú)法啟動(dòng)運(yùn)行。
這里就需要最后做一個(gè)簡(jiǎn)單的手動(dòng)操作：進(jìn)入Flair的配置界面Config，將安裝路徑/home/yuni/FLUKA2011.3.0/fluka2011-3.0/bin復(fù)制到Fluka Directory中，其他不變。設(shè)置好之后點(diǎn)擊Ok。
再進(jìn)入運(yùn)行Run界面，點(diǎn)擊Start。發(fā)現(xiàn)可以正常運(yùn)行了。同樣設(shè)置5個(gè)cycle。
運(yùn)行完成后，再合并fort文件得到.bnn文件就可以畫圖了。
進(jìn)入Plot界面畫二維圖，其操作過(guò)程跟原來(lái)版本一致。
我們這里的測(cè)試用例是之前講過(guò)的治療頭案例，相對(duì)還是比較復(fù)雜的，幾何沒(méi)有報(bào)錯(cuò)，運(yùn)行也沒(méi)有報(bào)錯(cuò)，說(shuō)明安裝成功。
初步看來(lái)，CERN的這版Flair界面風(fēng)格跟原來(lái)版本幾乎一致，只有Geometry幾何界面多了一個(gè)類似于CAD軟件的操控窗口。開發(fā)者在發(fā)行說(shuō)明里也指出對(duì)幾何引擎進(jìn)行了改進(jìn)，使之更貼合用戶習(xí)慣。另外就是底層驅(qū)動(dòng)程序從Python2更換為Python3。
許多老用戶可能更加習(xí)慣手動(dòng)逐步安裝，通過(guò)這樣一個(gè)安裝過(guò)程更加理解Flair設(shè)計(jì)背后的一些邏輯，對(duì)用戶使用也是有幫助的。
這部分是Flair的強(qiáng)制要求，都必須要安裝：
這部分是強(qiáng)烈推薦安裝的依賴包：
這部分是編譯需要的依賴包：
在我的系統(tǒng)里Python2和3都已經(jīng)安裝，但Python指向的是python2，由于現(xiàn)在需要python3版本，用alias命令重新定向。為了以后方便也需要source一下。命令行：
echo alias python=python3 >> ~/.bashrc
Source ~/.bashrc
Tkinter和 Tcl/Tk還是按照之前的調(diào)試報(bào)告安裝。
Tkinter是Tcl/Tk的界面，因此按我理解，只裝Tcl/Tk即可。
The Tkinter module (“Tk interface”) is thestandard Python interface to the Tk GUI toolkit.
https://docs.python.org/2/library/tkinter.html
命令為：sudo apt-get install python3-tk
英文：
https://prateekvjoshi.com/2014/04/19/how-to-install-pil-on-ubuntu/
先安裝pip，命令行:
sudo apt-get install python-pip
然后安裝其他依賴包
sudo apt-get install python-dev libjpeg-devlibfreetype6-dev zlib1g-dev
安裝PIL:
sudo pip install pil
安裝Pillow替代PIL:
sudo pip install Pillow
查詢版本1.1.7安裝成功！
Ubuntu下安裝Gnuplot參考
英文：
http://zoomadmin.com/HowToInstall/UbuntuPackage/gnuplot
中文：
https://www.jianshu.com/p/6eef7dfe51bf
命令行：sudo apt-get install gnuplot
畫sin(x)曲線，安裝成功！
英文參考：
https://www.howtoinstall.co/en/ubuntu/xenial/python-dicom
命令行：
sudo apt-get install python3-dicom
安裝成功的標(biāo)志是在python3下導(dǎo)入dicom和numpy不報(bào)錯(cuò)。
在安裝pydicom 的時(shí)候已經(jīng)依賴安裝。獨(dú)立安裝的命令為：
sudo apt-get install python3-numpy
將下載好的rpm版本flair和flair-geoviewe復(fù)制到FLAIR目錄下:
先安裝alien:
sudo apt-get install alien
再安裝flair-geoviewe，命令如下
sudo alien -iflair-geoviewer-3.0-5.x86_64.rpm
安裝FLAIR主程序: sudo alien -iflair-3.0-5.noarch.rpm
Flair運(yùn)行測(cè)試步驟參照4.1.4，這里不再贅述。所不同的是，4.2節(jié)手動(dòng)逐步安裝的flair有生成圖標(biāo)，可以直接雙擊.inp或者.flair文件打開。
而4.1節(jié)用repository安裝的則只能通過(guò)命令行flair+要打開的文件進(jìn)行。開發(fā)者Vasilis教授回復(fù)是由于repository安裝的makefile中漏掉了鏈接到圖標(biāo)。后期會(huì)進(jìn)行升級(jí)修改bug。
另外用4.2節(jié)手動(dòng)逐步安裝完成后還出現(xiàn)了一個(gè)警示warning: PIL.Image and PIL.ImageTk not found. 如下圖：
Vasilis教授的針對(duì)這個(gè)問(wèn)題的回復(fù)是用命令行進(jìn)行修補(bǔ)：
sudo apt install python3-pil.Imagetk
修補(bǔ)完成后就不會(huì)有錯(cuò)誤提示了。
至此兩種安裝方式都測(cè)試成功，用戶可以任選一種方法，4.1節(jié)的方法目前唯一的缺陷是沒(méi)有圖標(biāo)鏈接，不能雙擊打開，但不影響命令行使用，4.2節(jié)安裝過(guò)程相對(duì)繁瑣，但所有的缺陷都已經(jīng)解決。
意大利核物理研究所(INFN)和歐洲核子中心(CERN)的分家，為用戶提供了多個(gè)FLUKA版本以供選擇，雖然選擇更多了，但也增加了選擇的難度。我們這里選擇了CERN維護(hù)的新版本主要還是出于對(duì)Flair的喜愛和依賴。尤其是物理師用慣了商業(yè)TPS，如果沒(méi)有GUI是不可想象的。
雖然版本升級(jí)，實(shí)際從使用的角度看FLUKA本身的變化并不大，F(xiàn)lair的變化也不大，只是內(nèi)核驅(qū)動(dòng)換成了Python3。但是CERN對(duì)于兩個(gè)程序包的安裝過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，F(xiàn)LUKA不需要進(jìn)行環(huán)境變量設(shè)置，F(xiàn)lair可以用repository庫(kù)進(jìn)行簡(jiǎn)易安裝。大大降低了入門難度。
為了方便交流CERN同樣建立了討論社區(qū)FLUKA User Forum，上面也有作者針對(duì)本文安裝過(guò)程出現(xiàn)的一些小問(wèn)題的討論，鏈接是：https://fluka-forum.web.cern.ch/t/missing-flair-mime-icons/293。Flair的主要開發(fā)作者Vasilis Vlachoudis教授也在第一時(shí)間進(jìn)行了解答回復(fù)。
最后值得一提的是，今年3月16號(hào)到20號(hào)，CERN將舉辦第一屆FLUKA學(xué)校，隨著Flair中DICOM模塊的逐步完善，F(xiàn)LUKA將會(huì)更廣泛地應(yīng)用于粒子治療和醫(yī)學(xué)物理，感興趣的朋友趕緊去報(bào)名吧。
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