jour4d

1.0

GEOMETRIE

Une navette spatiale est modelisee par un cylindre d'Aluminium. A l'interieur de la cabine se trouve un plancher, egalement en Aluminium. La navette est placée dans l'espace ('World') : une boite aussi petite que possible.

Un (mini)astronaute est placé sur le plancher.

COMMENT DEMARRER ?

• lire le code : jour4d.cc (main) et les 6 classes DetectorConstruction, PhysicsList, PrimaryGeneratorAction, RunAction, EventAction, SteppingAction

• compiler et generer un executable :

    	% gmake
  

• executer jour4d en mode interactif avec visualisation :

  	% $G4WORKDIR/bin/$G4SYSTEM/jour4d
  
  	Idle> /tutorial/gun/rndm off
  	....
  	Idle> /run/beamOn 1	
  	....
  	Idle> exit
  

• executer jour4d en mode batch avec une macro :

  	% $G4WORKDIR/bin/$G4SYSTEM/jour4d run1.mac
  

EXERCICES

(Re-)Lire la classe PhysicsList, en particulier les fonctions ConstructParticles() et ConstructEM()

Y-a-t-il des processus pour les interactions hadroniques des protons avec les noyaux des atomes ?

Exercice 1

On se propose d'ecrire dans la classe PhysicsList une fonction ConstructHad() On s'inspirera du cours et du fichier HadronPhysics de ce directoire (jour4d)

a) Ajouter un processus pour la diffusion elastique des protons. Utiliser le modele G4LElastic. Compiler et executer en interactif

b) Ajouter un processus inelastique pour les protons. Utiliser une cascade (ex. G4BinaryCascade) comme modele. Compiler et executer en interactif

c) Utiliser une meilleure description des sections efficaces en utilisant la classe G4NucleonNuclearCrossSection. Compiler et executer en interactif

Note-1 : il faut aussi completer la liste des particules par les hadrons et ions.

Note-2 : Le cascade s'applique aux protons au dessous de 10 GeV maximum. Pour aller au dela, il faut ajouter un autre modele, par exemple FTF ou QGS.

d) Comme b) pour les neutrons. En plus, pour les neutrons, il faut ajouter

• un processus de "capture at rest" : utiliser le modele G4LCapture
• un processus de fission: utiliser le modele G4LFission.

Compiler et executer en interactif

Exercice 2 proton incident

a) visualiser qqe dizaines d'evenments; l'energie des protons doit etre celle utilisee dans jour4c, exercice 1b. Comparer les evenements avec ceux obtenus a jour4c/1b; commentaires ? La dose absorbee par l'astronaute a-t-elle change? Pourquoi?

b) On etudie la dose absorbee en fonction de l'energie de proton. Quelle est cette dose a 500 MeV ? 1 GeV ? 2 GeV ? Note: on peut utiliser run1.mac

c) L'importance des interactions hadronique. desactiver les interactions hadronique:

                /process/list
		/process/inactivate HadronElastic
		/process/inactivate ProtonInelastic
		/process/inactivate NeutronInelastic
                /process/inactivate nCapture
                /process/inactivate nFission

et refaire l'exercise b). On peut utilier run2.mac

d) Comparer les resultats de b) et c). Explications?

Si le temps le permet, on peut aussi evaluer l'importance des interactions des neutrons, ou de certains processus en deactivant les processus des neutrons, ou des processus specifiques.

Exercise 3 PhysicsLists pre-definies

a) Dans la PhysicsList creee, certains processus manquent, lesquels ?

Note-1: La cascade est limitee en energie. La solution (jour4e) inclut en commentaire une possibilite d'inclure des modeles a plus haute energie.

Note-2: Dans un interaction hadronique, des hadrons autre que proton et neutron peuvent etre crees.

b) Une alternative a la creation d'une PhysicsList par l'utilisateur est d'utiliser une PhysicsList distribuee avec Geant4: voir $G4INSTALL/geant4/source/physics_lists/lists

La PhysicsList de cet exercice ressemble a la liste de reference FTF_BIC, sauf que cette derniere couvre toutes les particules jusqu'aux hautes energies.

Modifier jour4d.cc pour utiliser FTF_BIC ( ou un autre ). (solution: voir jour4e-FTF_BIC.cc)

Compiler et executer avec cette PhysicsList. Verifier la liste des processus.