Hướng dẫn sử dụng GEANT4 cho hệ điều hành windows

Nhóm NMTP (Tài liệu lưu hành nội bộ) Hướng dẫn sử dụng GEANT4 cho hệ điều hành Windows Đặng Nguyên Phương (tổng hợp) TP Hồ Chí Minh − 10/2013 Mục lục Lời nói đầu Giới thiệu GEANT4 1.1 Giới thiệu 1.2 Lịch sử hình thành 1.3 Các chức ưu nhược điểm 1.3.1 Chức 1.3.2 Ưu nhược điểm 1.4 Cấu trúc GEANT4 1.5 Một số lưu ý sử dụng GEANT4 5 6 10 10 11 12 12 14 17 18 21 21 21 21 22 22 23 24 25 25 25 25 26 Cách thức cài đặt GEANT4 2.1 Cài đặt CMake 2.2 Cài đặt Microsoft Visual C++ 2.3 Cài đặt GEANT4 2.3.1 Cài đặt chương trình 2.3.2 Cài đặt file liệu 2.3.3 Sử dụng trực tiếp file cài đặt 2.4 Biên dịch ứng dụng với GEANT4 Xây dựng thực thi chương trình 3.1 Hệ thống đơn vị 3.1.1 Đơn vị 3.1.2 Cách khai báo đơn vị 3.2 Cách thức xây dựng ứng dụng 3.2.1 Các bước cần thiết 3.2.2 Hàm main() 3.2.3 G4RunManager 3.2.4 G4UImanager 3.2.5 G4cout G4cerr 3.2.6 Xây dựng hình học detector 3.2.7 Xác định trình vật lý 3.2.8 Tạo event sơ cấp GEANT4 MỤC LỤC 3.3 3.2.9 Cách 3.3.1 3.3.2 3.3.3 Đặng Nguyên Phương Cấu trúc mã nguồn thực thi ứng dụng Batch mode Batch mode với macro Interactive mode ứng dụng Xây dựng hệ detector 4.1 Xây dựng hình học 4.1.1 Tạo khối hình học 4.1.2 Tạo khối luận lý 4.1.3 Tạo khối vật lý 4.2 Định nghĩa vật liệu 4.2.1 Định nghĩa vật liệu đơn 4.2.2 Định nghĩa phân tử 4.2.3 Định nghĩa hỗn hợp theo tỉ lệ khối lượng 4.2.4 Định nghĩa vật liệu dựa vào sở liệu GEANT4 4.2.5 Định nghĩa vật liệu từ vật liệu có sẵn 4.3 Khai báo trường điện từ 4.3.1 Từ trường 4.3.2 Điện trường Các trình vật lý 5.1 Khai báo hạt 5.1.1 Định nghĩa hạt 5.1.2 Động học hạt 5.2 Khai báo trình vật lý 5.2.1 Tương tác điện từ 5.2.2 Tương tác hadronic 5.2.3 Quá trình phân rã hạt nhân 5.3 Thiết lập ngưỡng cắt 5.3.1 Ngưỡng tạo hạt vết 5.3.2 Ngưỡng cắt theo vùng Mô event 6.1 Tạo hạt ban đầu 6.1.1 G4ParticleGun 6.1.2 G4GeneralParticleSource 6.2 Hits 6.2.1 Vùng nhạy 6.2.2 Ghi nhận đại lượng 26 27 27 28 29 31 31 32 33 35 43 43 44 44 45 45 45 46 47 48 48 48 49 50 51 52 52 54 54 55 56 56 56 57 58 58 58 MỤC LỤC 6.3 Xử 7.1 7.2 7.3 Đặng Nguyên Phương Tracking 59 lý liệu Các lớp xử lý liệu Histogram Ntuple 61 61 62 63 Lời kết 65 Tài liệu tham khảo 66 A Một số lệnh thực thi 67 B Các khối hình học 70 C Cơ sở liệu vật liệu GEANT4 76 Lời nói đầu Tiếp theo sau tập tài liệu Hướng dẫn sử dụng ROOT cho hệ điều hành Windows, muốn tiếp tục giới thiệu đến bạn thành viên nhóm NMTP công cụ mô Monte Carlo mạnh lĩnh vực hạt nhân hạt Nếu bạn làm quen với ROOT, không khó khăn cho bạn để làm quen với công cụ này, chương trình GEANT4 Đây công cụ dùng để mô vận chuyển hạt qua môi trường vật chất Các lĩnh vực ứng dụng GEANT4 rộng, từ vật lý lượng cao, khoa học không gian, hạt nhân, lò phản ứng y học hạt nhân, xạ trị, Tập tài liệu nhằm mục đích trình bày sơ lược cho bạn kiến thức kĩ việc sử dụng GEANT4 cho công việc Do đó, nội dung viết cô đọng không sâu vào chi tiết Các kiến thức trình bày tập tài liệu tổng hợp từ nhiều nguồn khác Để tìm hiểu GEANT4 cách trọn vẹn hơn, bạn vào trang web GEANT4 http://geant4.cern.ch/; tham gia trao đổi, thảo luận với chuyên gia http://hypernews.slac.stanford.edu/HyperNews/geant4/cindex Nếu bạn thích thú với việc sử dụng ROOT mong muốn có chương trình mô để kèm với ROOT cách đồng bộ, chương trình mà khuyên bạn nên tìm hiểu Đặng Nguyên Phương Chương Giới thiệu GEANT4 1.1 Giới thiệu GEANT4 (GEometry ANd Tracking) công cụ miễn phí, sử dụng để mô vận chuyển hạt qua môi trường vật chất phương pháp Monte Carlo Đây chương trình mô mã nguồn mở, cung cấp tập hợp trình vật lý đa dạng để mô tương tác hạt với môi trường dải lượng rộng GEANT4 xây dựng tảng ngôn ngữ lập trình C++, khai thác ứng dụng tiến kỹ thuật lập trình hướng đối tượng, hỗ trợ người dùng việc xây dựng sử dụng thành phần cần thiết Chương trình phát triển sử dụng cộng đồng rộng lớn nhà khoa học tham gia nhiều thí nghiệm lớn Châu Âu, Mỹ, Nhật, Nga, Các lĩnh vực ứng dụng GEANT4 rộng, bao gồm: • Vật lý hạt nhân hạt • Khoa học không gian • Y học hạt nhân, xạ trị • 1.2 Lịch sử hình thành Ý tưởng cho việc xây dựng GEANT4 xuất cách độc lập CERN KEK vào năm 1993, thông qua việc nghiên cứu kĩ thuật tính toán thay cho công cụ mô dựa tảng FORTRAN có trước GEANT3 Năm 1994, dự án RD44 tiến hành CERN nhằm xây dựng chương trình hoàn toàn dựa kĩ thuật lập trình hướng đối tượng (object-oriented technology) Dự án CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ GEANT4 Đặng Nguyên Phương tham gia nhiều nhà khoa học máy tính kĩ sư lập trình quốc gia Châu Âu, Nhật, Canada Mĩ Mục tiêu dụ án xây dựng chương trình mô hệ đo có đầy đủ chức linh hoạt phù hợp với yêu cầu thí nghiệm vật lý hạt tương lai Việc nghiên cứu phát triển hoàn thành vào năm 1998 với đời phiên GEANT4, từ sau trung bình hàng năm có phiên nâng cấp công bố Các cột mốc lịch sử hình thành phát triển GEANT4: • 12/1994: dự án RD44 bắt đầu • 04/1997: phiên alpha công bố • 07/1998: phiên beta công bố • 12/1998: phiên GEANT4 công bố • 12/2004: phiên 7.0 • 12/2005: phiên 8.0 • 02/2008: phiên 9.0 • 10/2012: phiên 9.5 (patch-02) 1.3 1.3.1 Các chức ưu nhược điểm Chức Bộ công cụ GEANT4 sử dụng để • Mô hạt (lepton, hadron, boson, ) hạt ion • Tính toán vết vả tương tác hạt với trình vật lý khác • Tạo hạt sau tương tác cho phép truy cập tất thông tin tương tác • Tổng hợp thông tin, cho kết đầu ghi nhận detector 1.3.2 Ưu nhược điểm Ưu điểm • Có khả mô thí nghiệm có cấu hình phức tạp CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ GEANT4 Đặng Nguyên Phương • Có thể sử dụng để nghiên cứu tối ưu hóa thiết bị ghi nhận, kĩ thuật xử lý, giúp so sánh kết thực nghiệm lý thuyết • Được xây dựng tảng lập trình hướng đối tượng, có độ linh động cao nên dễ dàng cho việc nâng cấp • Được đóng góp cộng đồng lớn nhà khoa học kĩ thuật, tính mô hình vật lý cập nhật thường xuyên Nhược điểm • Khá tốn tài nguyên máy tính trình mô • Cấu trúc chương trình phức tạp, gồm nhiều phần kết nối với • Đòi hỏi việc nghiên cứu chi tiết kiểm tra kĩ trình vật lý đưa vào mô 1.4 Cấu trúc GEANT4 Bô công cụ GEANT4 bao gồm nhiều thành phần nhỏ xây dựng độc lập với nhau, nhiên có phụ thuộc, liên kết lẫn Hình 1.1 trình bày mối liên hệ phụ thuộc thành phần với GEANT4 Các thành phần gồm có: • Global: chứa hệ thống đơn vị, số, phép gieo số ngẫu nhiên • Run Event: liên quan tới việc tạo event, hạt sơ cấp thứ cấp cần thiết trình mô • Processes, Tracking Track: xác định vết hạt, quãng chạy, tương tác, • Geometry Material: mô tả detector, vật liệu, tính toán khoảng đến mặt biên • Physics Particles: chứa tất mô hình vật lý, tính chất hạt • Hits Digits: liên quan đến việc tạo tín hiệu ghi nhận hạt đập vào detector • Readout: xử lý tín hiệu đầu ra, pile-up, • Visualization, Persistency Interfaces: công cụ đồ họa hiển thị hình học vết hạt, giao diện tương tác với người dùng chương trình xử lý số liệu khác (vd: ROOT) CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ GEANT4 Đặng Nguyên Phương Hình 1.1: Sơ đồ liên kết lớp GEANT4 1.5 Một số lưu ý sử dụng GEANT4 • Tất lớp (class) GEANT4 bắt đầu G4 Ví dụ: G4double, G4UIManager, • Khi xây dựng toán mô phỏng, người dùng phải đảm bảo tối thiểu lớp sau sử dụng: – G4VUserDetectorConstruction: mô tả hình học vật liệu hệ đo – G4VUserPhysicsList: mô tả khoảng giá trị mô phỏng, loại hạt trình vật lý – G4VUserPrimaryGeneratorAction: mô tả nguồn phát hạt, lượng, phân bố góc, • Các lớp vừa nhắc tới lớp (base class) hay gọi lớp trừu CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ GEANT4 Đặng Nguyên Phương tượng (abstract class), dùng trực tiếp lớp xây dựng ứng dụng mô tạo đối tượng (object) thuộc lớp lệnh new Người dùng phải tự xây dựng lớp riêng cho (lớp dẫn xuất hay gọi lớp con) dựa sở lớp tạo đối tượng thuộc lớp vừa xây dựng Ví dụ để xây dựng hệ đo detector, người dùng phải xây dựng lớp MyG4DetectorConstruction dựa lớp G4VUserDetectorConstruction, điều trình bày chi tiết phần sau PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 2 3 3 0.19371 0.05327 0.653751 G4_FERRIC_OXIDE 0.300567 26 0.699433 G4_FERROBORIDE 0.162174 26 0.837826 G4_FERROUS_OXIDE 0.222689 26 0.777311 G4_FERROUS_SULFATE 0.108259 2.7e-05 0.878636 11 2.2e-05 16 0.012968 17 3.4e-05 26 5.4e-05 G4_FREON-12 0.099335 0.314247 17 0.586418 G4_FREON-12B2 0.057245 0.181096 35 0.761659 G4_FREON-13 0.114983 0.545621 17 0.339396 G4_FREON-13B1 0.080659 0.382749 35 0.536592 G4_FREON-13I1 0.061309 0.290924 Đặng Nguyên Phương 5.2 227.3 7.15 261 5.7 248.6 1.024 76.4 1.12 143 1.8 284.9 0.95 126.6 1.5 210.5 1.8 293.5 86 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 4 53 0.647767 G4_GADOLINIUM_OXYSULFIDE 0.084528 16 0.08469 64 0.830782 G4_GALLIUM_ARSENIDE 31 0.482019 33 0.517981 G4_GEL_PHOTO_EMULSION 0.08118 0.41606 0.11124 0.38064 16 0.01088 G4_Pyrex_Glass 0.0400639 0.539561 11 0.0281909 13 0.011644 14 0.377219 19 0.00332099 G4_GLASS_LEAD 0.156453 14 0.080866 22 0.008092 33 0.002651 82 0.751938 G4_GLASS_PLATE 0.4598 11 0.0964411 14 0.336553 20 0.107205 G4_GLUCOSE 0.071204 0.363652 0.565144 G4_GLUTAMINE 0.0689651 0.410926 Đặng Nguyên Phương 7.44 493.3 5.31 384.9 1.2914 74.8 2.23 134 6.22 526.4 2.4 145.4 1.54 77.2 1.46 73.3 87 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 4 2 3 0.191681 0.328427 G4_GLYCEROL 0.0875539 0.391262 0.521184 G4_GUANINE 0.033346 0.39738 0.463407 0.105867 G4_GYPSUM 0.023416 0.557572 16 0.186215 20 0.232797 G4_N-HEPTANE 0.160937 0.839063 G4_N-HEXANE 0.163741 0.836259 G4_KAPTON 0.026362 0.691133 0.07327 0.209235 G4_LANTHANUM_OXYBROMIDE 0.068138 35 0.340294 57 0.591568 G4_LANTHANUM_OXYSULFIDE 0.0936 16 0.093778 57 0.812622 G4_LEAD_OXIDE 0.071682 82 0.928318 G4_LITHIUM_AMIDE Đặng Nguyên Phương 1.2613 72.6 1.58 75 2.32 129.7 0.68376 54.4 0.6603 54 1.42 79.6 6.28 439.7 5.86 421.2 9.53 766.7 1.178 55.5 88 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 2 2 13 0.087783 0.302262 0.609955 G4_LITHIUM_CARBONATE 0.187871 0.16255 0.649579 G4_LITHIUM_FLUORIDE 0.267585 0.732415 G4_LITHIUM_HYDRIDE 0.126797 0.873203 G4_LITHIUM_IODIDE 0.051858 53 0.948142 G4_LITHIUM_OXIDE 0.46457 0.53543 G4_LITHIUM_TETRABORATE 0.082085 0.25568 0.662235 G4_LUNG_ICRP 0.101278 0.10231 0.02865 0.757072 11 0.00184 12 0.00073 15 0.0008 16 0.00225 17 0.00266 19 0.00194 20 9e-05 26 0.00037 30 1e-05 G4_M3_WAX 0.114318 Đặng Nguyên Phương 2.11 87.9 2.635 94 0.82 36.5 3.494 485.1 2.013 73.6 2.44 94.6 1.05 75.3 1.05 67.9 89 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 2 2 6 0.655824 0.0921831 12 0.134792 20 0.002883 G4_MAGNESIUM_CARBONATE 0.142455 0.569278 12 0.288267 G4_MAGNESIUM_FLUORIDE 0.609883 12 0.390117 G4_MAGNESIUM_OXIDE 0.396964 12 0.603036 G4_MAGNESIUM_TETRABORATE 0.240837 0.62379 12 0.135373 G4_MERCURIC_IODIDE 53 0.55856 80 0.44144 G4_METHANE 0.251306 0.748694 G4_METHANOL 0.125822 0.374852 0.499326 G4_MIX_D_WAX 0.13404 0.77796 0.03502 12 0.038594 22 0.014386 G4_MS20_TISSUE 0.081192 0.583442 0.017798 0.186381 Đặng Nguyên Phương 2.958 118 134.3 3.58 143.8 2.53 108.3 6.36 684.5 0.000667151 41.7 0.7914 67.6 0.99 60.9 75.1 90 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 13 4 12 0.130287 17 0.0009 G4_MUSCLE_SKELETAL_ICRP 0.100637 0.10783 0.02768 0.754773 11 0.00075 12 0.00019 15 0.0018 16 0.00241 17 0.00079 19 0.00302 20 3e-05 26 4e-05 30 5e-05 G4_MUSCLE_STRIATED_ICRU 0.101997 0.123 0.035 0.729003 11 0.0008 12 0.0002 15 0.002 16 0.005 19 0.003 G4_MUSCLE_WITH_SUCROSE 0.0982341 0.156214 0.035451 0.710101 G4_MUSCLE_WITHOUT_SUCROSE 0.101969 0.120058 0.035451 0.742522 G4_NAPHTHALENE 0.062909 0.937091 Đặng Nguyên Phương 1.04 75.3 1.04 74.7 1.11 74.3 1.07 74.2 1.145 68.4 91 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 4 4 2 G4_NITROBENZENE 0.040935 0.585374 0.113773 0.259918 G4_NITROUS_OXIDE 0.636483 0.363517 G4_NYLON-8062 0.103509 0.648416 0.0995361 0.148539 G4_NYLON-6/6 0.097976 0.636856 0.123779 0.141389 G4_NYLON-6/10 0.107062 0.680449 0.099189 0.1133 G4_NYLON-11_RILSAN 0.115476 0.720818 0.0764169 0.0872889 G4_OCTANE 0.158821 0.841179 G4_PARAFFIN 0.148605 0.851395 G4_N-PENTANE 0.167635 0.832365 G4_PHOTO_EMULSION 0.0141 Đặng Nguyên Phương 1.19867 75.8 0.00183094 84.9 1.08 64.3 1.14 63.9 1.14 63.2 1.425 61.6 0.7026 54.7 0.93 55.9 0.6262 53.6 3.815 92 331 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 2 3 3 3 0.072261 0.01932 0.066101 16 0.00189 35 0.349103 47 0.474105 53 0.00312 G4_PLASTIC_SC_VINYLTOLUENE 1.032 0.085 0.915 G4_PLUTONIUM_DIOXIDE 11.46 0.118055 94 0.881945 G4_POLYACRYLONITRILE 1.17 0.0569829 0.679055 0.263962 G4_POLYCARBONATE 1.2 0.055491 0.755751 0.188758 G4_POLYCHLOROSTYRENE 1.3 0.061869 0.696325 17 0.241806 G4_POLYETHYLENE (C_2H_4)_N-Polyethylene 0.94 0.143711 0.856289 G4_MYLAR 1.4 0.041959 0.625016 0.333025 G4_PLEXIGLASS 1.19 0.080538 0.599848 0.319614 G4_POLYOXYMETHYLENE 1.425 0.067135 93 Đặng Nguyên Phương 64.7 746.5 69.6 73.1 81.7 57.4 78.7 74 77.4 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 2 3 3 3 0.400017 0.532848 G4_POLYPROPYLENE (C_2H_4)_N-Polypropylene 0.9 56.5 0.143711 0.856289 G4_POLYSTYRENE 1.06 68.7 0.077418 0.922582 G4_TEFLON 2.2 99.1 0.240183 0.759817 G4_POLYTRIFLUOROCHLOROETHYLENE 2.1 120.7 0.20625 0.489354 17 0.304395 G4_POLYVINYL_ACETATE 1.19 73.7 0.070245 0.558066 0.371689 G4_POLYVINYL_ALCOHOL 1.3 69.7 0.091517 0.545298 0.363185 G4_POLYVINYL_BUTYRAL 1.12 67.2 0.092802 0.680561 0.226637 G4_POLYVINYL_CHLORIDE 1.3 108.2 0.04838 0.38436 17 0.56726 G4_POLYVINYLIDENE_CHLORIDE 1.7 134.3 0.020793 0.247793 17 0.731414 G4_POLYVINYLIDENE_FLUORIDE 1.76 88.8 0.03148 94 Đặng Nguyên Phương PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 2 2 3 2 0.375141 0.593379 G4_POLYVINYL_PYRROLIDONE 0.081616 0.648407 0.126024 0.143953 G4_POTASSIUM_IODIDE 19 0.235528 53 0.764472 G4_POTASSIUM_OXIDE 0.169852 19 0.830148 G4_PROPANE 0.182855 0.817145 G4_lPROPANE 0.182855 0.817145 G4_N-PROPYL_ALCOHOL 0.134173 0.599595 0.266232 G4_PYRIDINE 0.06371 0.759217 0.177073 G4_RUBBER_BUTYL 0.143711 0.856289 G4_RUBBER_NATURAL 0.118371 0.881629 G4_RUBBER_NEOPRENE 0.05692 0.542646 17 0.400434 G4_SILICON_DIOXIDE SiO_2 0.532565 Đặng Nguyên Phương 1.25 67.7 3.13 431.9 2.32 189.9 0.00187939 47.1 0.43 52 0.8035 61.1 0.9819 66.2 0.92 56.5 0.92 59.8 1.23 93 2.32 139.2 95 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 2 13 2 14 0.467435 G4_SILVER_BROMIDE 35 0.425537 47 0.574463 G4_SILVER_CHLORIDE 17 0.247368 47 0.752632 G4_SILVER_HALIDES 35 0.422895 47 0.573748 53 0.003357 G4_SILVER_IODIDE 47 0.459458 53 0.540542 G4_SKIN_ICRP 0.100588 0.22825 0.04642 0.619002 11 7e-05 12 6e-05 15 0.00033 16 0.00159 17 0.00267 19 0.00085 20 0.00015 26 1e-05 30 1e-05 G4_SODIUM_CARBONATE 0.113323 0.452861 11 0.433815 G4_SODIUM_IODIDE 11 0.153373 53 0.846627 G4_SODIUM_MONOXIDE 0.258143 11 0.741857 G4_SODIUM_NITRATE Đặng Nguyên Phương 6.473 486.6 5.56 398.4 6.47 487.1 6.01 543.5 1.1 72.7 2.532 125 3.667 452 2.27 148.8 2.261 96 114.6 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 13 2 13 0.164795 0.56472 11 0.270485 G4_STILBENE 0.067101 0.932899 G4_SUCROSE 0.064779 0.42107 0.514151 G4_TERPHENYL 0.044543 0.955457 G4_TESTES_ICRP 0.104166 0.09227 0.01994 0.773884 11 0.00226 12 0.00011 15 0.00125 16 0.00146 17 0.00244 19 0.00208 20 0.0001 26 2e-05 30 2e-05 G4_TETRACHLOROETHYLENE 0.144856 17 0.855144 G4_THALLIUM_CHLORIDE 17 0.147822 81 0.852178 G4_TISSUE_SOFT_ICRP 0.104472 0.23219 0.02488 0.630238 11 0.00113 0.9707 67.7 1.5805 77.5 1.234 71.7 1.04 75 1.625 159.2 7.004 690.3 72.3 97 Đặng Nguyên Phương PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 4 2 12 0.00013 15 0.00133 16 0.00199 17 0.00134 19 0.00199 20 0.00023 26 5e-05 30 3e-05 G4_TISSUE_SOFT_ICRU-4 0.101172 0.111 0.026 0.761828 G4_TISSUE-METHANE 0.101869 0.456179 0.035172 0.40678 G4_TISSUE-PROPANE 0.102672 0.56894 0.035022 0.293366 G4_TITANIUM_DIOXIDE 0.400592 22 0.599408 G4_TOLUENE 0.08751 0.91249 G4_TRICHLOROETHYLENE 0.007671 0.182831 17 0.809498 G4_TRIETHYL_PHOSPHATE 0.082998 0.395628 0.351334 15 0.17004 G4_TUNGSTEN_HEXAFLUORIDE 74.9 0.00106409 61.2 0.00182628 59.5 4.26 0.8669 179.5 62.5 1.46 148.1 1.07 81.2 2.4 354.4 98 Đặng Nguyên Phương PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 2 4 2 0.382723 74 0.617277 G4_URANIUM_DICARBIDE 0.091669 92 0.908331 G4_URANIUM_MONOCARBIDE 0.048036 92 0.951964 G4_URANIUM_OXIDE 0.118502 92 0.881498 G4_UREA 0.067131 0.199999 0.466459 0.266411 G4_VALINE 0.0946409 0.512644 0.119565 0.27315 G4_VITON 0.009417 0.280555 0.710028 G4_WATER H_2O 0.111894 0.888106 G4_WATER_VAPOR H_2O-Gas 0.111894 0.888106 G4_XYLENE 0.094935 0.905065 G4_GRAPHITE Graphite 11.28 752 13.63 862 10.96 720.6 1.323 72.8 1.23 67.7 1.8 98.6 75 0.000756182 71.6 0.87 61.8 1.7 Đặng Nguyên Phương 78 Vật liệu dùng thí nghiệm lượng cao (HEP) ========================================================== 99 PHỤ LỤC C CƠ SỞ DỮ LIỆU VẬT LIỆU CỦA GEANT4 Đặng Nguyên Phương Ncomp Name density(g/cm^3) I(eV) ========================================================== G4_lH2 0.0708 21.8 G4_lAr 1.396 188 G4_lKr 2.418 352 G4_lXe 2.953 482 G4_PbWO4 8.28 0.140637 82 0.455366 74 0.403998 G4_Galactic 1e-25 21.8 100 [...]...Chương 2 Cách thức cài đặt GEANT4 GEANT4 có thể được cài đặt trên nhiều hệ điều hành khác nhau, tuy nhiên tài liệu này chỉ tập trung vào việc cài đặt trên hệ điều hành Windows Cách thức cài đặt được trình bày dựa theo hướng dẫn tại trang http:/ /geant4. web.cern.ch /geant4/ UserDocumentation/UserGuides/InstallationGuide/html/index.html Để cài đặt được GEANT4 cho hệ điều hành Windows, ta cần có: • Công... các file đó thành file thực thi (.exe) Giả sử ta chọn ví dụ B1 trong thư mục examples của GEANT4 để biên dịch, cách thức làm như sau: • Mở CMake, thiết lập đường dẫn tới thư mục chứa mã nguồn và thư mục chứa phần biên dịch (hai thư mục này không nhất thiết phai giống nhau nhưng trong đây tôi sử dụng chung), sau đó bấm Add Entry và nhập đường dẫn cho biến Geant4_ DIR (tới thư mục có chứa file Geant4Config.cmake)... file cài đặt và làm theo các hướng dẫn trong quá trình cài đặt, lưu ý việc chọn option để đường dẫn GEANT4 được đặt trong PATH (Hình 2.13) 17 CHƯƠNG 2 CÁCH THỨC CÀI ĐẶT GEANT4 Đặng Nguyên Phương Hình 2.12: Giao diện tải thư viện đã được biên dịch sẵn Hình 2.13: Giao diện chương trình cài đặt GEANT4 2.4 Biên dịch ứng dụng với GEANT4 Sau khi hoàn tất các file khai báo cấu hình cho bài toán, để thực hiện... liệu 2.3.3 Sử dụng trực tiếp file cài đặt Bên cạnh việc biên dịch GEANT4 từ mã nguồn, ta cũng có thể cài đặt bằng cách sử dụng trực tiếp các chương trình cài đặt đã được biên dịch sẵn trước đó Các bước thực hiện như sau: • Tại trang download của GEANT4, trong phần Pre-compiled Libraries (Hình 2.12), tải file installer (lưu ý tới sự tương thích giữa cấu hình biên dịch và cấu hình máy đang sử dụng) • Chạy... dịch Microsoft Visual C++ • Mã nguồn GEANT4 2.1 Cài đặt CMake CMake (Cross-platform Makefile Generator ) là công cụ hỗ trợ quản lý các quá trình biên dịch các mã nguồn Cách thức cài đặt CMake như sau: • Tải file cài đặt CMake về từ trang web http://www.cmake.org (trong tài liệu này phiên bản CMake 2.8.11 được sử dụng) • Sau khi đã tải file cài đặt cho hệ điều hành Windows về (cmake-2.8.11.1-win32x86.exe),... của Xerces-C++ – GEANT4_ USE_INVENTOR (mặc định OFF) cài đặt driver cho OpenInventor; yêu 13 CHƯƠNG 2 CÁCH THỨC CÀI ĐẶT GEANT4 Đặng Nguyên Phương Hình 2.6: Chọn trình biên dịch cầu có sẵn SoWin (Windows) , thư viện và header của OpenGL – GEANT4_ USE_OPENGL_WIN32 (mặc định OFF) cài đặt driver cho Win32 OpenGL; yêu cầu có thư viện và header của OpenGL Nên chọn ON khi biên dịch trên Windows – GEANT4_ USE_QT... lệnh G4UImanager ∗ UI = G4UImanager : : GetUIpointer ( ) ; để thực thi các câu lệnh cho ứng dụng, ta có thể sử dụng phương thức ApplyCommand() 3.2.5 G4cout và G4cerr G4cout và G4cerr là các lớp cho dòng xuất nhập (iostream) trong GEANT4, công dụng của các đối tượng này cũng tương tự như cout và cerr tuy nhiên được điều khiển bằng G4UImanager 3.2.6 Xây dựng hình học detector Người dùng phải xây dựng... lệnh điều khiển việc biên dịch ứng dụng B1 3.3 Cách thực thi ứng dụng Một ứng dụng GEANT4 có thể được thực thi theo một trong những cách sau: • Chạy hàng loạt (batch mode) cố định • Chạy hàng loạt nhưng đọc lệnh từ macro • Chạy theo điều khiển của dòng lệnh (interactive mode) • Chạy theo điều khiển của dòng lệnh thông qua GUI (Graphical User Interface) 3.3.1 Batch mode Đây là chế độ thực thi ứng dụng. .. tương tự như vậy cho khối luận lý trackerLog được tạo ra từ khối hình học trackerTube được lấp đầy bởi vật liệu nhôm (Al) Sub-detector Trong các cấu trúc hệ detector phức tạp, ta nên định nghĩa một khối luận lý ứng với một thành phần của hệ detector (sub-detector ) thay vì chỉ định nghĩa duy nhất 1 khối luận lý cho cả hệ đo Với cách thức như vậy, ta có thể thiết lập các ngưỡng cắt cho từng thành phần của... ) ; 34 CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG HỆ DETECTOR 4.1.3 Đặng Nguyên Phương Tạo các khối vật lý Sau khi mô tả từng thành phần của hệ đo thông qua các khối luận lý, ta sẽ tiếp tục tiến hành xây dựng các khối vật lý, các khối này mô tả vị trí không gian của từng thành phân hệ đo Để làm được điều này, ta có thể sử dụng một số kĩ thuật • Sắp đặt các khối (placement) • Lặp các khối (replica, parameterization, division, ... học 70 C Cơ sở liệu vật liệu GEANT4 76 Lời nói đầu Tiếp theo sau tập tài liệu Hướng dẫn sử dụng ROOT cho hệ điều hành Windows, muốn tiếp tục giới thiệu đến bạn thành viên nhóm NMTP công cụ mô... cài đặt nhiều hệ điều hành khác nhau, nhiên tài liệu tập trung vào việc cài đặt hệ điều hành Windows Cách thức cài đặt trình bày dựa theo hướng dẫn trang http:/ /geant4. web.cern.ch /geant4/ UserDocumentation/UserGuides/InstallationGuide/html/index.html... câu lệnh cho ứng dụng, ta sử dụng phương thức ApplyCommand() 3.2.5 G4cout G4cerr G4cout G4cerr lớp cho dòng xuất nhập (iostream) GEANT4, công dụng đối tượng tương tự cout cerr nhiên điều khiển