Day01 Geant4学习-EW帮帮网

Day01 geant4学习

一、运行一个简单的geant4实例B1

用于模拟粒子与物理之间反应的东西，是一堆代码，若需自己实验，需要自己写程序，但自己写的代码会应用到geant4的原代码；最好了解的就是看实例，并了解，自己写程序的办法就是根据已有的实例去进行修改。

geant4 example：http://geant4-userdoc.web.cern.ch/geant4-userdoc/Doxygen/examples_doc/html/README_basic.html

二、如何运行一个geant4 simulation：

在.cc文件中可选择运行方式

批量模式：所有的都放在代码中，进入可执行文件，自动运行，不需要一行一行输入命令代码

交互模式：已写好代码，有一个图形界面，可以看到建立的几何模型，可以一条一条代码进行设置进行模型；比如发射一个粒子，发射两个粒子，更改几何模型，但不能太大规模

三、运行B1实例：（通用方法）

（可选）把B1实例拷贝到自己的工作位置：cp -r/usr/local/geant4.10.07.b01/share/Geant4-10.7.0/examples/basic/B1/mnt/hgfs/shared
进入B1，新建一个文件夹，命名为build，该文件夹的名字任意：cd B1；mkdir build
进入build文件夹，在终端打开，利用cmake来构建项目：cd build； cmake …
生成了makefile文件之后，再make从而生成可执行文件：make
运行可执行文件： ./exampleB1；此时会弹出图形界面

运行可执行文件之后实例便跑起来了，会出现用户交互图形界面，可以再session输入自己的命令，比如输入发射多少粒子，也可以打开readme文件，里面有说明什么做法用命令要用什么样的代码，旁边的左边是常用的命令，可以参考使用

在主函数里面设置程序的运行方式batch mode或者interactive mode

批量模式： ./exampleB1 run1.mac（此处run1是文件名）；此时不会弹出图形界面，

将相关代码写在.mac文件中，让运行可执行文件时后面＋文件名.mac，比如：

/gun/particle gamma 发射γ粒子

/gun/energy 6 MeV 发射6MeV

/run/beamOn 5 发射5个粒子

proton 质子

生成中：run 0 starts表示开始跑第一个模型，end of local run表示结束

弹出图形界面由主程序中代码决定：主程序入口是在B1文件夹中的.cc文件。main函数的ui有关，函数跳跃

最终在新建的build文件夹中的vis.mac文件中设置，是自带的，如果有更高的需求可以自己去更改，但是一般都是写好的，设置好了图形界面的一些东西，呈现的自己建模的图形界面多大，需不需要网格什么的

四、浅谈geant4

geant4实质是一堆代码，用户在利用geant4来进行模型的时候，是通过编写一个程序，编写的程序是按照一定的规则来利用geant4代码（实际上是继承论geant4里面定义好的类）

五、geant4的规则（概念）

假设一次模拟要发射1000个光子，那么从第一个光子开始反应一直到这1000个光子都反应结束，其中包括产生的次级粒子也结束相应的反应，称之为1次run。即完完整整地跑一次你写的程序

event

假设要模拟1000个光子打靶，那么对这个run来说就有1000个event。event指每一个入射粒子从反应到结束的过程，其中也包括它产生的刺激粒子的反应到结束的过程，成为一个事件event

step

步骤，进行模拟的最小单元。与物质反应的最小的一步，每走一步都是一个step；发射开始，到接触物质，反应，结束。每一个step都有两个点，start of step point以及end of step point。

PreStepPoint以及PostStepPoint

track

用来记录粒子在每个step中的信息的，例如位置，能量，动量.例如，假设每一个粒子都有一个属于自己的id，会记录自己的轨迹状态信息就是track，当他发生反应时，就会产生新的id。用于返回我们想要的物理信息（数据）

六、假设自己来写一个程序进行模拟实现，有哪些必要的部分：

构建几何模型，建立4 * 4 * 4立方厘米的金属铝板
设置粒子源，类型、能量、位置…
确定要统计的物理量，能量沉积、能谱…并对此进行统计结果的输出
物理过程：光电效应等过程产生的动量、能量、方向等物理过程geant4已经写好了，不需要我们去考虑，我们只需要设置几何模型、粒子源等参数注册即可

每个代码的作用（每个代码写在哪里）：

inclued头文件；src源文件；主函数.cc文件

构建几何模型：修改几何模型，包括尺寸、大小、位置以及材料在B1DetectorConstruction中进行编写修改。（后置名字就是DetactorConstruction（专业约定），前面B1自己取用于区分）

设置粒子源：设置粒子源、类型、能量、位置等在B1PrimaryGeneratorAction中进行编写修改，还可以到.mac文件中进行修改

确定要统计的物理量：能量沉积、能谱在B1EventAction、B1RunAction、B1SteppingAction

物理过程：可以自己写；初始化类：exampleB1.cc、B1ActionInitialization（实例的初始化）

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