Geant4学习记录（一）

解析Geant4的例子B4b

B4bActionInitiaization.cc：

物理模型初始化。我认为就是个清单，对粒子出射枪，RunAction,EventAction和SteppingAction都要进行SetUserAction就可以了。

对于B4bActionInitialization::Build()，多线程模式下，每个线程的工作器都使用这种方法，这些工作器的动作类是本地线程。

void B4bActionInitialization::BuildForMaster() {B4RunAction* runAction = new B4RunAction;SetUserAction(runAction);
/*  SetUserAction(new B4RunAction); */ //直接SetUserAction也可以}

对于B4bActionInitialization::BuildForMaster()，多线程模式下，运行动作类实例化为全局线程。

void B4bActionInitialization::Build() {SetUserAction(new B4PrimaryGeneratorAction);
SetUserAction(new B4RunAction);
SetUserAction(new B4EventAction);
B4DetectorConstruction* detectorConstruction = new B4DetectorConstruction;
SetUserAction(new B4SteppingAction(detectorConstruction));
}

B4DetectorConstruction.cc：

G4VPhysicalVolume* B4DetectorConstruction::Construct()  /*探测器创建类*/
{// Define materials DefineMaterials();// Define volumesreturn DefineVolumes();
}

先创建world，再创建轮廓形状Solid，再创建LogicalVolume，再创建PhysicalVolume.
最后总是返回PhysicalWorld.

B4PrimaryGeneratorAction.cc：

建立粒子枪，设置默认粒子类型，动能，方向和初始位置。

B4bRunAction.cc：

设置每个事例的打印ID。设置分析管理器，利用分析管理器创建直方图和元组。并在析构函数中将管理器删除（delete G4AnalysisManager::Instance();）。
在Run开始时，创建打开一个输出文件。
在Run结束时，判断是总线程还是局部线程，打印统计所得图表并写入输出文件中。关闭文件。
=>写一个返回值为G4Run类型（B4bRunData）的类，这个”值”可以画好图表。

B4bEventAction.cc：

在Event开始时，将B4bRunData重置。fEdep和fTrackLength是两个二维数组（有两个元素）。所以这时fEdep = {0, 0}，fTrackLength = {0, 0}。

fEdep[0]和fTrackLength[0]分别是Absorber（吸收体）的能量沉积和路程。fEdep[1]和fTrackLength[1]是Gap的…

在Event结束时，对fEdep[ ]和fTrackLength[ ]的元素进行直方图和元组的填充。

B4bSteppingAction.cc：

获取B4bRunData中需要的探测器部分对应的体积，能量沉积和步长。

void B4bSteppingAction::UserSteppingAction(G4Step* step) {auto volume = step->GetPreStepPoint()->GetTouchableHandle()->GetVolume();auto edep = step->GetTotalEnergyDeposit();G4double steplength = 0.;if(step->GetTrack()->GetDefinition()->GetPDGCharge()!= 0) {steplength = step->GetStepLength();}

判定step前后点之间的volume与Absorber还是与Gap相等，然后对fEdep[ ]和fTracklength[ ]的0列或1列元素进行迭加。

auto runData = static_cast<B4bRunData>(G4RunManager::GetRunManager()->GetNonConstCurrentRun());
if(volume == detectorConstruction->GetAbsorberPV()) {runData->Add(kAbs,edep,tracklength);
}
if(volume==detectorConstruction->GetGapPV()) {runData->Add(kGap,edep,tracklength);
}

B4bRunData.cc：

规定了对fEdep[ ]和fTrackLength[ ]中各个元素的操作，包括初始化和直方图填充。

过程分析

Start：

由RunAction创建histogram，创建打开”B4”输出文件。

由EventAction将fEdep[ ]和fTrackLength[ ]各元素初始化为0。

由SteppingAction对fEdep[ ]和fTrackLength[ ]的第0列或第1列元素更新。

End:

由SteppingAction对fEdep[ ]和fTrackLength[ ]的两列元素进行n次更新（每次更新一列）

fEdep = {edep1, edep2}          fTrackLength = {tracklength1, tracklength2}

由EventAction画出histgram：

（一次EndOfEvent）

FillH1(0, edep1)  /*absorber能量沉积*/
FillH1(1, edep2)  /*gap能量沉积*/
FillH1(2, tracklength1)  /*absorber路程*/
FillH1(3, tracklength2)  /*gap路程*/

（n次EndOfEvent后）

FillH1(0, edep3) FillH1(1, edep4)    FillH1(2, tracklength3) FillH1(3, tracklength4)
FillH1(0, edep5)    FillH1(1, edep6)    FillH1(2, tracklength5) FillH1(3, tracklength6)
FillH1(0, edep7)    FillH1(1, edep8)    FillH1(2, tracklength7) FillH1(3, tracklength8)
.......

这样在0,1,2,3号图中分别都画好了histogram。

由RunAction判断是局部Run还是全局Run,输出各图的mean和rms值。

运行

创建exampleB4b可执行程序

$ cd $HOME/workdir/geant4/build-basic
$ mkdir build-B4 && cd build-B4
$ cmake ../../examples/basic/B4/B4b
$ make
$ ls
$ ./exampleB4b

Session：/run/beamOn 90
=>这样在B4b文件夹中就生成了B4.root

在B4.root所在的文件夹中打开一个命令窗口

$ root -l plotHisto.C

运行结果如下：

To Be Continued…