source: trunk/source/processes/electromagnetic/lowenergy/src/G4IonDEDXScalingICRU73.cc @ 1192

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1//
2// ********************************************************************
3// * License and Disclaimer                                           *
4// *                                                                  *
5// * The  Geant4 software  is  copyright of the Copyright Holders  of *
6// * the Geant4 Collaboration.  It is provided  under  the terms  and *
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9// * include a list of copyright holders.                             *
10// *                                                                  *
11// * Neither the authors of this software system, nor their employing *
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24// ********************************************************************
25//
26//
27//
28// ===========================================================================
29// GEANT4 class source file
30//
31// Class:                G4IonDEDXScalingICRU73
32//
33// Base class:           G4VIonDEDXScalingAlgorithm
34//
35// Author:               Anton Lechner (Anton.Lechner@cern.ch)
36//
37// First implementation: 10. 05. 2009
38//
39// Modifications: 06. 08. 2009 - Minor bug fix (initialization of cache) AL
40//                12. 11. 2009 - Moved all decision logic concerning ICRU 73
41//                               scaling for heavy ions into this class.
42//                               Adapting ScalingFactorEnergy class according
43//                               to changes in base class (AL).
44//
45// Class description:
46//    dE/dx scaling algorithm applied on top of ICRU 73 data (for ions not
47//    covered by the ICRU 73 report)
48//
49// Comments:
50//
51// ===========================================================================
52
53#include "G4IonDEDXScalingICRU73.hh"
54#include "G4ParticleDefinition.hh"
55#include "G4ParticleTable.hh"
56#include "G4Material.hh"
57
58
59// ###########################################################################
60
61G4IonDEDXScalingICRU73::G4IonDEDXScalingICRU73(
62                          G4int minAtomicNumberIon,
63                          G4int maxAtomicNumberIon) :
64     minAtomicNumber( minAtomicNumberIon ),
65     maxAtomicNumber( maxAtomicNumberIon ),
66     referenceFe( 0 ),
67     atomicNumberRefFe( 26 ),
68     massNumberRefFe( 56 ),
69     atomicNumberRefPow23Fe( 0 ),
70     chargeRefFe( 0 ),
71     massRefFe( 0 ),
72     referenceAr( 0 ),
73     atomicNumberRefAr( 18 ),
74     massNumberRefAr( 40 ),
75     atomicNumberRefPow23Ar( 0 ),
76     chargeRefAr( 0 ),
77     massRefAr( 0 ),
78     useFe( true ),
79     cacheParticle( 0 ),
80     cacheMassNumber( 0 ),
81     cacheAtomicNumber( 0 ),
82     cacheAtomicNumberPow23( 0 ),
83     cacheCharge( 0 ),
84     cacheMass( 0 ),
85     cacheMaterial( 0 ) { 
86
87}
88
89// ###########################################################################
90
91G4IonDEDXScalingICRU73::~G4IonDEDXScalingICRU73() {
92
93}
94
95// ###########################################################################
96
97void G4IonDEDXScalingICRU73::CreateReferenceParticles() {
98   
99  G4ParticleTable* particleTable = G4ParticleTable::GetParticleTable();
100
101  G4double excitationEnergy = 0.0;
102
103  referenceFe = particleTable -> GetIon(atomicNumberRefFe, massNumberRefFe, 
104                                        excitationEnergy); 
105  referenceAr = particleTable -> GetIon(atomicNumberRefAr, massNumberRefAr, 
106                                        excitationEnergy); 
107 
108  massRefFe = referenceFe -> GetPDGMass();
109  massRefAr = referenceAr -> GetPDGMass();
110
111  chargeRefFe = referenceFe -> GetPDGCharge();
112  chargeRefAr = referenceAr -> GetPDGCharge();
113
114  atomicNumberRefPow23Fe = std::pow(G4double(atomicNumberRefFe), 2./3.);
115  atomicNumberRefPow23Ar = std::pow(G4double(atomicNumberRefAr), 2./3.);
116}
117
118
119// ###########################################################################
120
121
122G4double G4IonDEDXScalingICRU73::ScalingFactorEnergy (
123            const G4ParticleDefinition* particle,     // Projectile (ion)
124            const G4Material* material) {             // Target material
125                                                         
126  G4double factor = 1.0;
127 
128  UpdateCacheParticle(particle);
129  UpdateCacheMaterial(material);
130
131  if(cacheAtomicNumber >= minAtomicNumber &&
132     cacheAtomicNumber <= maxAtomicNumber &&
133     cacheAtomicNumber != atomicNumberRefFe &&
134     cacheAtomicNumber != atomicNumberRefAr) {
135
136     if(referenceFe == 0 || referenceAr == 0) CreateReferenceParticles();
137
138     if( useFe )
139         factor = cacheMassNumber * (massRefFe / cacheMass) / massNumberRefFe;
140     else
141         factor = cacheMassNumber * (massRefAr / cacheMass) / massNumberRefAr;
142  }
143
144  return factor;
145}
146
147// ###########################################################################
148
149G4double G4IonDEDXScalingICRU73::ScalingFactorDEDX(
150             const G4ParticleDefinition* particle,     // Projectile (ion)
151             const G4Material* material,               // Target material
152             G4double kineticEnergy) {                 // Kinetic energy
153
154  G4double factor = 1.0;
155
156  UpdateCacheParticle(particle);
157  UpdateCacheMaterial(material);
158
159  if(cacheAtomicNumber >= minAtomicNumber &&
160     cacheAtomicNumber <= maxAtomicNumber &&
161     cacheAtomicNumber != atomicNumberRefFe &&
162     cacheAtomicNumber != atomicNumberRefAr) {
163     
164      if(referenceFe == 0 || referenceAr == 0) CreateReferenceParticles();
165
166      if( useFe ) {
167
168         G4double equilibriumCharge = EquilibriumCharge(cacheMass,
169                                                     cacheCharge,
170                                                     cacheAtomicNumberPow23,
171                                                     kineticEnergy);
172
173         G4double scaledKineticEnergy = kineticEnergy * (massRefFe / cacheMass);
174     
175         G4double equilibriumChargeRefFe = EquilibriumCharge(massRefFe,
176                                                        chargeRefFe,
177                                                        atomicNumberRefPow23Fe,
178                                                        scaledKineticEnergy);
179
180         factor = equilibriumCharge * equilibriumCharge/ 
181                   ( equilibriumChargeRefFe * equilibriumChargeRefFe );
182
183      }
184      else {
185
186         G4double equilibriumCharge = EquilibriumCharge(cacheMass,
187                                                     cacheCharge,
188                                                     cacheAtomicNumberPow23,
189                                                     kineticEnergy);
190
191         G4double scaledKineticEnergy = kineticEnergy * (massRefAr / cacheMass);
192     
193         G4double equilibriumChargeRefAr = EquilibriumCharge(massRefAr,
194                                                        chargeRefAr,
195                                                        atomicNumberRefPow23Ar,
196                                                        scaledKineticEnergy);
197
198         factor = equilibriumCharge * equilibriumCharge/ 
199                   ( equilibriumChargeRefAr * equilibriumChargeRefAr );
200
201      }
202  } 
203
204  return factor;
205}
206
207// ###########################################################################
208
209G4int G4IonDEDXScalingICRU73::AtomicNumberBaseIon(
210             G4int atomicNumberIon,           // Atomic number of ion
211             const G4Material* material) {    // Target material
212
213  UpdateCacheMaterial(material);
214
215  G4int atomicNumber = atomicNumberIon;
216
217  if(atomicNumberIon >= minAtomicNumber &&
218     atomicNumberIon <= maxAtomicNumber &&
219     atomicNumberIon != atomicNumberRefFe &&
220     atomicNumberIon != atomicNumberRefAr) {
221
222     if(referenceFe == 0 || referenceAr == 0) CreateReferenceParticles();
223
224     if( useFe ) atomicNumber = atomicNumberRefFe;
225     else atomicNumber = atomicNumberRefAr;     
226  }
227
228  return atomicNumber;
229}
230
231// ###########################################################################
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.