今年的疫情并没有太延缓FLUKA的更新进度，FLUKA代码的新版本FLUKA 4.0已于2020年6月30号发布，可以从https://fluka.cern/download/latest-fluka-release下载。此版本采用的新编号方案将突出FLUKA的新纪元(跟INFN比较彻底脱钩),从而使CERN在开发方向和协作框架方面都对代码有了新的认识。这个新版本将更加助力于核工程、核技术和核医学相关领域进行新的探索和应用。
新版本FLUKA 4.0具有多种物理技术的发展，包括在晶体中实现各向异性效应，在电场中(在真空中)带电粒子传输，电子核子相互作用以及对多种同位素的直接(p, n)反应。它还提供了各种不同的技术改进，例如动态内存分配、运行时几何中括号的重新评估以及新的源选项(例如，多个束斑)。与FLUKA一起，Flair图形界面的新版本Flair 3.1已发布，可以从Flair网站https://flair.cern下载。新的Flair版本特别为医疗应用提供了许多改进，还提供了高性能3D渲染器和用于计算辐射区域中收集剂量的计划工具。同时官方也推出了在线FLUKA培训计划，培训时间为2020年9月至10月，为期两周(每天约4个小时)。培训将针对FLUKA初学者，并且价格比之前的优惠。有需要的读者也可以去网站上填表报名，但由于报名人数较多，主办方可能会做一些筛选。为迎接全新版本FLUKA 4.0，专门安装了一个干净的Ubuntu18.04稳定版，装FLUKA之前占用空间是7 G左右。如果用老系统，里面安装了原来版本的FLUKA，建议先将其删除。如果是tar安装，用命令：在下载之前用户需要根据需求进行注册，请参考质子中国往期报道《FLUKA-CERN新版安装调试报告》或者官网指引，本文不再赘述。找到CERN提供的下载网页：https://fluka.cern/download/latest-fluka-release，我们选择用于Linux的.tgz版本，也就是第一个。但是这个下载速度相比于之前的非常慢，下载完成后总共是493.6 M的文件，跟之前的版本差不多。下载好的文件名为fluka-4-0.0.Linux-gfor7.tar，4-0.0是版本号，linux是系统平台，gfor7是编译器及版本，所以FLUKA 4.0需要至少gfortran7.0以上版本。这次我们安装gfortran7.5:在Ubuntu系统中安装gfortran 7.5，命令行：sudo apt install gfortran检查是gfrotran否安装成功，可以用这样几个命令：which gcc和which gfortran查询安装路径。如果是苹果macOS系统，操作相对更多一些。这里不多赘述，使用Mac的用户参见官网。把下载好的FLUKA安装包复制到Ubuntu系统下的新建文件夹/home/FLUKA4.0。文件夹命名可以随意，但不能有空格。然后在终端上用命令tar -xvf fluka-4-0.0.Linux-gfor7.tar进行解压。由于是全新的系统，先安装make，命令行：sudo apt install make由于makefile 在src目录下，终端用cd命令进入src目录，执行make命令。也可以按照官网说的用make -j 8来加速执行。Make执行完成后就会发现在bin目录下游多个可执行文件生成，这其中就包括fluka 和 flukadpm。这里的环境变量设置只是为了使用方便，避免每次调用执行文件时都要输入全部路径。命令行是：export PATH=$PATH:/home/fluka/FLUKA4.0/fluka4-0.0/bin这个命令的作用是当打开新的终端的时候，环境变量仍然有效。也可以用echo $PATH命令查看一下PATH。https://fluka.cern/documentation/running/fluka-command-line。将测试模型文件inp复制到工作文件夹FLUKAwork. 为了减少运算时间，将输入粒子数改为1000./home/fluka/FLUKA4.0/fluka4-0.0/bin/rfluka-M 5 protonPeak.inp/home/fluka/FLUKA4.0/fluka4-0.0/bin/rfluka -N0-M 5 protonPeak.inp表示进行5个cycle的计算，-N表示起始cycle,-M表示结束的cycle。有5个cycle总共运算5000个粒子。运行成功的标志是有临时文件夹生成：此例中为fluka_xxxx；如果模型正确，会得到score的fort文件：如protonPeak001_fort.22；由于单机上只能串行完成计算，因此依次得到cycle #1-#5的结果。运行结束后在工作目录下会有很多fort文件，说明新版本FLUKA 4.0安装成功！其实这次版本升级的最大亮点还在于Flair，Flair 3.0经历了12个子版本，这次直接跳到Flair 3.1,应该是有一个质的飞越。主要亮点在于首先大大加强了在医疗应用方面的功能：
- 新的DICOM编辑器可以执行简单的更改，例如匿名化DICOM文件；
- 体素生成可以覆盖执行布尔操作（如在几何图形中）的ROI上的材质；
- 增强的RTViewer与RTPLAN进行交叉检查计算；
- RTPLAN处理为离子和PHOTON计划创建必要的光束；
- 将USRBIN转换为RTDOSE DICOM格式；
FARM包含：Flair Advanced Render模块(C.Theis)高性能3D渲染器，可直接在几何编辑器中生成高质量的逼真的3D几何图，与最佳3D渲染相当；
计划器工具：直接在几何编辑器中沿时间样条路径创建RP干预计划和剂量估算，并假设有点算子；
电影工具：使用沿着时间样条路径移动的相机来创建3D电影；
通过在线优化不需要的区域来进行高级圆括号扩展，与过去以及内置的fluka相比，性能更高；
多方位系统：
X-up，
Y向上(默认风格)，
向上，
DICOM两足动物，
DICOM四倍，
这些功能的改进将促使FLUKA和Flair向商业化软件发展，而不仅仅作为研究人员的蒙卡的特需工具。
如果你用的是之前的Ubuntu系统，而且安装过flair老版本的话，建议在装新版本前将其卸载，包括几何模块也卸载，命令行是：sudo apt remove flair flair-geoviewer。
相比于之前复杂的安装过程，尤其是依赖包的安装过程，CERN提供了一个打包好的简易安装方式，也就是常用的repository。用这种方法只需要三步就能完成flair和flair-geoviewer及其他依赖包的安装。sudo wget -q -O -https://cern.ch/flair/download/ubuntu/KEY.gpg | sudo apt-key add -安装Ubuntu18.04对应的repository库，命令行是：sudo add-apt-repository 'deb [arch=all,amd64] https://cern.ch/flair/download/ubuntu/18.04/'输入安装命令 回车：sudo apt install flair。
在终端中可以看到许多依赖包将自动安装，包括我们熟悉的用于绘图的gnuplot，比较底层的python3，numpy等等。要一个一个安装，难免疏漏。
运行完install，显示各种依赖包都已经set up。
在上一节安装完成之后，建议立即进行升级。命令行是：
sudo apt update
sudo apt upgrade
用命令行打开flair: flair protonPeak.inp &。新版Flair打开后弹出证书协议，拉到最底部点击I agree即可。
会出现报错提示：SetFluka Directory。
直接点击界面中的start运行的话会出现状态提示：Finished with ERRORS。查阅.out文件看到进一步提示：failed to run command 'rfluka’。说明Flair并没有在安装完成之后自动连接到FLUKA的可执行文件，从而导致了无法启动运行。
这里就需要最后做一个简单的手动操作：进入Flair的配置界面Config，将安装路径/home/fluka/FLUKA4.0/fluka4-0.0/bin复制到Fluka Directory中，其他不变。设置好之后点击Ok，也可以点击文件夹符号，找到bin所在路径，然后点击Ok。
再进入运行Run界面，点击Start。发现可以正常运行了。设置3个cycle。
运行完成后，再合并fort文件得到.bnn文件就可以画图了。进入Plot界面画二维图，其操作过程跟原来版本一致。得到一个70 MeV的布拉格峰。测试成功，表明FLUKA 4.0和Flair 3.1都安装成功。
所有的软件安装完成后系统的磁盘空间占用是10.2 G。逐步安装方法本文将不再使用，有兴趣的读者可以参看前期文章。
新版的FLUKA 4.0和Flair 3.1将进一步推动蒙卡在医学方面的应用，并逐步向商业蒙卡TPS软件迈进。相比于之前的版本，DICOM模块的成熟度进一步增强，CT图像解析更加流畅，DVH出图也更加方便。几何模块Farm3D增强了Flair建模的方便性，可视化也做的更好。在逐步跟商业CAD软件看齐。
本次安装特别留意了磁盘占用情况，Ubuntu18.04本身7 G，安装FLUKA 4.0总占用磁盘9.13 G，安装完Flair 3.1总占用10.2 G。可见软件本身还是很轻量化的。最后值得一提的是，今年秋天，CERN将举办第二届FLUKA学校，并且费用优惠。随着Flair中DICOM模块的逐步完善，FLUKA将会更广泛地应用于离子治疗和医学物理。(质子中国 编辑报道)
