Processus dans Geant4

Introduction de nouveaux
processus dans Geant4
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1- Extensions aux basses énergies
•
Processus spécifiques jusqu’à l’échelle de l’eV
– À cette échelle les processus physiques dépendent de la structure
atomique du matériau.
– Limitation à l’eau d’où la nécessitée de nouveau processus.
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Les électrons:
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Les électrons:
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Ionisation par des électrons et par des protons (théorie
de Born):
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Comparaison des sections efficaces des électrons
avec des données expérimentales:
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Transfert de charge pour des protons (modèle semi
empirique, Paretzke):
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Test protons:
Section efficace
d’ionisation pour des
protons dans l’eau
Pouvoir d’arrêt des
protons comparé aux
valeurs des rapports
ICRU:
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2- Modalités concrètes
d’implémentation de nouveaux
processus dans Geant4
- Il existe une interface simplifiée prévue pour
l’extension des processus dans Geant4.
- L’utilisateur peut créer une nouvelle classe qui
décrit le processus qu’il veut introduire dans le
code.
- Cette classe hérite de l’interface des processus
suivant sont type d’action (collisions élastiques
hérite de « G4VDiscreteProcess »).
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3-Les types d’interaction
On distingue 3 types d’interaction:
• Les actions « AtRest » décrivant
les interactions d’une particule au
repos (annihilation,
désintégration…).
• Les actions « AlongStep »
décrivant les interactions
continues tout le long du
parcours d’une particule
(Ionisation).
• Les actions « PostStep » pour
décrire les interactions
ponctuelles (collisions
élastiques…).
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4- Les types de processus
-Tout les processus héritent de la classe « G4VProcess ».
-Les processus peuvent implémenter un type d’action ou
aussi une combinaison de plusieurs types d’actions.
Par exemple:
• La classe « G4VDiscreteProcess » n’est utilisée que
pour les actions ponctuelles (PostStep) comme par
exemple les collisions élastiques.
• La classe « G4VContinuousDiscreteProcess » utilisée
pour les actions continues et les actions ponctuelles
(AlongStep + PostStep) par exemple pour l’ionisation.
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• La classe doit contenir deux fonctions
obligatoires:
- La fonction « GetMeanFreePath() » où se fait le
calcule du libre parcours moyen entre deux
interactions successives de la particule (Il est
possible aussi d’utiliser des données de sections
efficaces préalablement calculées).
- La fonction « XXXDoIt() » (PostStepDoIt,
AlongStepDoIt,…) dans laquelle sont appliqués
tous les changements concernant la particule
primaire (Energie, direction,…) et la création des
particules secondaires.
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En conclusion
• Il existe une interface, relativement simple à
utiliser, qui permet aux utilisateurs d’ajouter de
nouveaux processus physiques à Geant4.
• Chaque processus est représenté par une
classe.
• Possibilité d’utiliser des sections efficaces sous
forme d’expressions analytiques ou aussi sous
forme de données enregistrées dans des
fichiers (ASCII).
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