1.4 Класс SenstiveDetector

Объекты SensitiveDetector обрабатывают информацию о каждом шаге моделирования внутри области геометрии, которой они назначены.

SensitiveDetector.hh

#ifndef SENSITIVEDETECTOR #define SENSITIVEDETECTOR #include<G4VSensitiveDetector.hh> class G4Step; class G4TouchableHistory;

Здесь объявляется класс SensitiveDetector. В данном случае он должен строить распределение выделенной энергии в детекторе. Рассчитывается гистограмма, а затем значения из ее столбцов записываются в текстовый файл, чтобы затем с ними работать в программе построения графиков вроде gnuplot, Excel или Origin.

class SensitiveDetector: public G4VSensitiveDetector { private:

Число каналов

static const int channel = 1000

Максимальный и минимальный пределы графика. Значения этих констант задаются в файле SensitiveDetector.cc.

const double HIST_MAX; const double HIST_MIN;

Гистограмма будет записываться в массив. Массив counts – число отсчетов, массив Eng – энергии.

float Eng[channel]; int counts[channel]; public: SensitiveDetector(G4String name); ~SensitiveDetector(); G4bool ProcessHits(G4Step *step, G4TouchableHistory *hist); void EndOfEvent(int nEvent); }; #endif /* SENSITIVEDETECTOR */

SensitiveDetector.cc

В начале все как обычно: подключаются используемые библиотечные классы.

#include<G4Step.hh> #include<fstream> #include<iostream> #include"SensitiveDetector.hh" using namespace std;

Конструктор и деструктор

Среди методов класса есть два специальных, которые называются конструктором и деструктором. Имя конструктора всегда совпадает с именем класса, а имя деструктора - это тильда (~) плюс имя класса. Конструктор вызывается автоматически при создании экземпляра класса, деструктор - при его уничтожении. 

Основные свойства:

1. Конструктор представляет собой метод класса, который облегчает вашим программам инициализацию элементов данных класса.

2. Конструктор имеет такое же имя, как и класс.

3. Конструктор не имеет возвращаемого значения.

4. Каждый раз, когда ваша программа создает переменную класса, C++ вызывает конструктор класса, если конструктор существует.

5. Многие объекты могут распределять память для хранения информации; когда вы уничтожаете такой объект, C++ будет вызывать специальный деструктор, который может освобождать эту память, очищая ее после объекта.

6. Деструктор имеет такое же имя, как и класс, за исключением того, что вы должны предварять его имя символом тильды (~).

7. Деструктор не имеет возвращаемого значения.

Конструктор класса SensitiveDetector. Он принимает в качестве параметра имя, которое имеет тип G4String. При создании объекта это записывается так: new SensitiveDetector(«a name»). Кроме того здесь же инициализируются константы, задающие верхний и нижний предел на графике.

SensitiveDetector::SensitiveDetector(G4String name): G4VSensitiveDetector(name), HIST_MAX(25*MeV), HIST_MIN(0.025 *eV) { for(int i = 0; i<1000; i++) counts[i] = 0; }

Основная функция этого класса — ProcessHits(). Всякий раз, когда очередной шаг моделирования попадает в объем, которому принадлежит данный SensitiveDetector, вызывается эта функция.

G4bool SensitiveDetector::ProcessHits(G4Step *step, G4TouchableHistory *hist) {

Получаем кинетическую энергию частицы

double energy = step->GetTrack()->GetKineticEnergy();

Теперь заносим полученное значение в гистограмму. Эта задача сводится к увеличению на 1 столбца гистограммы, соответствующего данной энергии. В данном случае шкала логарифмическая

double bin_width = log10(HIST_MAX/HIST_MIN) / 1000; int index = int(floor(log10(energy/HIST_MIN)/bin_width)); if(index >= 0 && index < 1000 && particleName == "neutron") { counts[index]++; }

Для линейной шкалы заменятся две первые строки на

double bin_width = (HIST_MAX-HIST_MIN) / 1000; int index = int(floor((energy-HIST_MIN) / bin_width));

В последнюю очередь уничтожаем данную частицу, чтобы не регистрировать ее дважды.

step->GetTrack()->SetTrackStatus(fStopAndKill); return true; }

Деструктор ~SensitiveDetector. Эта функция вызывается автоматически при удалении объекта, поэтому здесь удобно разместить вывод результатов в файл.

SensitiveDetector::~SensitiveDetector() {

В Си++ работа с файлами происходит так же, как и с экраном, через потоки. Создаем поток, вывод которого направляется в файл spectrum.csv.

std::ofstream file("spectrum.csv ");

Записываем в файл данные в следующем формате:

«энергия;число отсчетов»

int i; double bin_width; for (i=0;i<channel; i++){ bin_width = log10(25000000/0.025) / (channel+1); Eng[i] = pow(10,bin_width*i)*0.025; file << std::setw(1) << “Energy” << “;” << “Counts” << std::endl; for (i=0; i<channel; i++) { file << std::setw(1) << Eng[i] << “;” << counts[i] << std::endl; } }