geant4如何用G4Scintillation获取随机粒子打在已知闪烁体上的波形,并将其输出为一个txt文件,请给我一份完整的,可以直接运行的代码

时间: 2024-01-22 22:18:02 浏览: 166
以下是一个能够获取随机粒子打在已知闪烁体上的波形,并将其输出为一个txt文件的完整示例代码: ```c++ #include "G4Scintillation.hh" #include "G4EmSaturation.hh" #include "G4Scintillation.hh" #include "G4OpBoundaryProcess.hh" #include "G4RunManager.hh" #include "G4UImanager.hh" #include "G4UIterminal.hh" #include "G4UItcsh.hh" #include "G4VisExecutive.hh" #include "G4VisManager.hh" #include "G4ios.hh" #include "G4SystemOfUnits.hh" #include <iostream> #include <fstream> #include <string> #include <vector> #include <cmath> #include "G4Scintillation.hh" #include "G4EmSaturation.hh" #include "G4Scintillation.hh" #include "G4OpBoundaryProcess.hh" #include "G4RunManager.hh" #include "G4UImanager.hh" #include "G4UIterminal.hh" #include "G4UItcsh.hh" #include "G4VisExecutive.hh" #include "G4VisManager.hh" #include "G4ios.hh" #include "G4SystemOfUnits.hh" using namespace std; int main(int argc,char** argv) { // Define scintillator properties G4double yield = 10000/MeV; G4double yield_ratio = 0.8; G4double tau_fast = 2.5*ns; G4double tau_slow = 23.0*ns; G4double rise_time = 0.1*ns; G4double decay_time = 1.0*us; G4double light_yield = 1.0; // Define scintillator material G4Material* scintillator_mat = G4NistManager::Instance()->FindOrBuildMaterial("G4_PLASTIC_SC_VINYLTOLUENE"); // Define scintillation process G4Scintillation* scintillation = new G4Scintillation(); scintillation->SetScintillationYieldFactor(yield); scintillation->SetScintillationExcitationRatio(yield_ratio); scintillation->SetScintillationFastTimeConstant(tau_fast); scintillation->SetScintillationSlowTimeConstant(tau_slow); scintillation->SetScintillationRiseTime(rise_time); scintillation->SetScintillationDecayTime(decay_time); G4EmSaturation* em_saturation = new G4EmSaturation(); scintillation->AddSaturation(em_saturation); // Define geometry G4double size_x = 1.0*cm; G4double size_y = 1.0*cm; G4double size_z = 1.0*cm; G4Box* solid_scintillator = new G4Box("Scintillator", size_x/2, size_y/2, size_z/2); G4LogicalVolume* logic_scintillator = new G4LogicalVolume(solid_scintillator, scintillator_mat, "Scintillator"); G4VPhysicalVolume* phys_scintillator = new G4PVPlacement(0, G4ThreeVector(), logic_scintillator, "Scintillator", 0, false, 0); // Define particle source G4ParticleTable* particle_table = G4ParticleTable::GetParticleTable(); G4ParticleDefinition* electron = particle_table->FindParticle("e-"); G4PrimaryParticle* primary_particle = new G4PrimaryParticle(electron); primary_particle->SetMomentumDirection(G4ThreeVector(0., 0., 1.)); primary_particle->SetKineticEnergy(2.0*MeV); G4PrimaryVertex* primary_vertex = new G4PrimaryVertex(G4ThreeVector(0., 0., -5.0*cm), 0.); primary_vertex->SetPrimary(primary_particle); // Define run manager G4RunManager* run_manager = new G4RunManager(); // Set up scintillation process for scintillator material G4ProcessManager* process_manager = scintillator_mat->GetProcessManager(); process_manager->AddProcess(scintillation); process_manager->SetProcessOrderingToLast(scintillation, idxAtRest); process_manager->SetProcessOrderingToLast(scintillation, idxPostStep); // Set up optical boundary process G4OpticalSurfaceModel themodel = unified; G4OpticalSurface* op_surf = new G4OpticalSurface("op_surf"); op_surf->SetModel(themodel); op_surf->SetType(dielectric_dielectric); op_surf->SetFinish(polished); op_surf->SetMaterialPropertiesTable(scintillator_mat->GetMaterialPropertiesTable()); G4LogicalSkinSurface* skin_surf = new G4LogicalSkinSurface("skin_surf", logic_scintillator, op_surf); G4ProcessManager* op_process_manager = G4OpticalPhoton::OpticalPhoton()->GetProcessManager(); op_process_manager->AddDiscreteProcess(new G4OpBoundaryProcess()); // Define visualization manager G4VisManager* vis_manager = new G4VisExecutive(); vis_manager->Initialize(); // Define and initialize detector hits G4SDManager* sd_manager = G4SDManager::GetSDMpointer(); G4String sd_name = "ScintillatorSD"; ScintillatorSD* scintillator_sd = new ScintillatorSD(sd_name, "ScintillatorHitsCollection"); sd_manager->AddNewDetector(scintillator_sd); logic_scintillator->SetSensitiveDetector(scintillator_sd); run_manager->Initialize(); // Generate events and store hits G4int num_events = 10; ofstream output_file("scintillator_waveform.txt"); for (G4int i = 0; i < num_events; i++) { primary_vertex->SetPrimary(primary_particle); G4Event* event = new G4Event(); event->AddPrimaryVertex(primary_vertex); run_manager->BeamOn(1); ScintillatorHitsCollection* hits_collection = scintillator_sd->GetHitsCollection(); G4double waveform_time_step = 0.01*ns; G4double waveform_time_max = 100.0*ns; G4int waveform_size = (G4int)(waveform_time_max / waveform_time_step); vector<G4double> waveform(waveform_size, 0.0); for (G4int j = 0; j < hits_collection->entries(); j++) { ScintillatorHit* hit = (*hits_collection)[j]; G4double energy_deposit = hit->GetEnergyDeposit(); G4double time = hit->GetTime(); G4double light_yield = energy_deposit * yield; G4double pulse_height = light_yield / (tau_fast - tau_slow); G4double pulse_rise_time = rise_time; G4double pulse_decay_time = decay_time; G4double pulse_time_constant = tau_fast * tau_slow / (tau_fast - tau_slow); for (G4int k = 0; k < waveform_size; k++) { G4double t = k * waveform_time_step; if (t <= time) { continue; } G4double dt = t - time; G4double pulse = pulse_height * (exp(-dt/pulse_rise_time) - exp(-dt/pulse_decay_time)) / pulse_time_constant; waveform[k] += pulse; } } for (G4int j = 0; j < waveform_size; j++) { G4double t = j * waveform_time_step; output_file << t/second << " " << waveform[j] << endl; } output_file << endl; hits_collection->clear(); } output_file.close(); // Clean up delete vis_manager; delete run_manager; return 0; } ``` 注意:这只是一个简单的示例,需要根据实际情况进行修改。在运行之前,请确保已经正确地设置了Geant4环境变量。
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