source: trunk/source/processes/electromagnetic/utils/include/G4EmCalculator.hh @ 1315

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1//
2// ********************************************************************
3// * License and Disclaimer                                           *
4// *                                                                  *
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6// * the Geant4 Collaboration.  It is provided  under  the terms  and *
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9// * include a list of copyright holders.                             *
10// *                                                                  *
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19// * technical work of the GEANT4 collaboration.                      *
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24// ********************************************************************
25//
26// $Id: G4EmCalculator.hh,v 1.20 2010/04/13 10:58:03 vnivanch Exp $
27// GEANT4 tag $Name: geant4-09-04-beta-cand-01 $
28//
29//
30// -------------------------------------------------------------------
31//
32// GEANT4 Class header file
33//
34//
35// File name:     G4EmCalculator
36//
37// Author:        Vladimir Ivanchenko
38//
39// Creation date: 27.06.2004
40//
41// Modifications:
42// 17.11.2004 Change signature of methods, add new methods (V.Ivanchenko)
43// 11.01.2006 Add GetCSDARange (V.Ivanchenko)
44// 26.01.2006 Rename GetRange -> GetRangeFromRestricteDEDX (V.Ivanchenko)
45// 22.03.2006 Add ComputeElectronicDEDX and ComputeTotalDEDX (V.Ivanchenko)
46// 29.09.2006 Add member loweModel (V.Ivanchenko)
47// 15.03.2007 Add ComputeEnergyCutFromRangeCut methods (V.Ivanchenko)
48//
49// Class Description:
50//
51// Provide access to dE/dx and cross sections
52
53// -------------------------------------------------------------------
54//
55
56#ifndef G4EmCalculator_h
57#define G4EmCalculator_h 1
58
59#include <vector>
60#include "globals.hh"
61#include "G4DataVector.hh"
62#include "G4DynamicParticle.hh"
63
64class G4LossTableManager;
65class G4Material;
66class G4MaterialCutsCouple;
67class G4ParticleDefinition;
68class G4PhysicsTable;
69class G4VEmModel;
70class G4VEnergyLossProcess;
71class G4ionEffectiveCharge;
72class G4Region;
73class G4Element;
74class G4EmCorrections;
75
76class G4EmCalculator
77{
78
79public:
80
81  G4EmCalculator();
82
83  ~G4EmCalculator();
84
85  //==================================================================================
86  // Methods to access precalculated dE/dx and cross sections
87  // Materials should exist in the list of the G4MaterialCutsCouple
88  //==================================================================================
89
90  G4double GetDEDX(G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*, const G4Material*,
91                   const G4Region* r = 0);
92  G4double GetDEDX(G4double kinEnergy, const G4String& part, const G4String& mat,
93                   const G4String& s = "world");
94
95  G4double GetRangeFromRestricteDEDX(G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*, 
96                                     const G4Material*,
97                                     const G4Region* r = 0);
98  G4double GetRangeFromRestricteDEDX(G4double kinEnergy, const G4String& part, 
99                                     const G4String& mat,
100                                     const G4String& s = "world");
101
102  G4double GetCSDARange(G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*, 
103                        const G4Material*,
104                        const G4Region* r = 0);
105  G4double GetCSDARange(G4double kinEnergy, const G4String& part, 
106                        const G4String& mat,
107                        const G4String& s = "world");
108
109  G4double GetRange(G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*, 
110                        const G4Material*,
111                        const G4Region* r = 0);
112  G4double GetRange(G4double kinEnergy, const G4String& part, 
113                        const G4String& mat,
114                        const G4String& s = "world");
115
116  G4double GetKinEnergy(G4double range, const G4ParticleDefinition*, const G4Material*,
117                   const G4Region* r = 0);
118  G4double GetKinEnergy(G4double range, const G4String& part, const G4String& mat,
119                   const G4String& s = "world");
120
121  G4double GetCrossSectionPerVolume(
122                   G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*,
123                   const G4String& processName,  const G4Material*,
124                   const G4Region* r = 0);
125  G4double GetCrossSectionPerVolume(
126                   G4double kinEnergy, const G4String& part, const G4String& proc,
127                   const G4String& mat, const G4String& s = "world");
128
129  G4double GetMeanFreePath(G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*,
130                   const G4String& processName,  const G4Material*,
131                   const G4Region* r = 0);
132  G4double GetMeanFreePath(G4double kinEnergy, const G4String& part, const G4String& proc,
133                   const G4String& mat, const G4String& s = "world");
134
135  void PrintDEDXTable(const G4ParticleDefinition*);
136
137  void PrintRangeTable(const G4ParticleDefinition*);
138
139  void PrintInverseRangeTable(const G4ParticleDefinition*);
140
141  //==================================================================================
142  // Methods to calculate dE/dx and cross sections "on fly"
143  // Existing tables and G4MaterialCutsCouples are not used
144  //==================================================================================
145
146  G4double ComputeDEDX(G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*,
147                       const G4String& processName,  const G4Material*,
148                       G4double cut = DBL_MAX);
149  G4double ComputeDEDX(G4double kinEnergy, const G4String& part, const G4String& proc,
150                       const G4String& mat, G4double cut = DBL_MAX);
151
152  G4double ComputeElectronicDEDX(G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*,
153                                 const G4Material* mat, G4double cut = DBL_MAX);
154  G4double ComputeElectronicDEDX(G4double kinEnergy, const G4String& part,
155                                 const G4String& mat, G4double cut = DBL_MAX);
156
157  G4double ComputeNuclearDEDX(G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*, 
158                              const G4Material*);
159  G4double ComputeNuclearDEDX(G4double kinEnergy, const G4String& part, 
160                              const G4String& mat);
161
162  G4double ComputeTotalDEDX(G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*, 
163                            const G4Material*, G4double cut = DBL_MAX);
164  G4double ComputeTotalDEDX(G4double kinEnergy, const G4String& part, 
165                            const G4String& mat, G4double cut = DBL_MAX);
166
167  G4double ComputeCrossSectionPerVolume(
168                       G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*,
169                       const G4String& processName,  const G4Material*,
170                       G4double cut = 0.0);
171  G4double ComputeCrossSectionPerVolume(
172                       G4double kinEnergy, const G4String& part, const G4String& proc,
173                       const G4String& mat, G4double cut = 0.0);
174
175  G4double ComputeCrossSectionPerAtom(
176                       G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*,
177                       const G4String& processName, G4double Z, G4double A,
178                       G4double cut = 0.0);
179  G4double ComputeCrossSectionPerAtom(
180                       G4double kinEnergy, const G4String& part,
181                       const G4String& processName, const G4Element*,
182                       G4double cut = 0.0);
183
184  G4double ComputeMeanFreePath(
185                       G4double kinEnergy, const G4ParticleDefinition*,
186                       const G4String& processName,  const G4Material*,
187                       G4double cut = 0.0);
188  G4double ComputeMeanFreePath(
189                       G4double kinEnergy, const G4String&, const G4String&,
190                       const G4String& processName, G4double cut = 0.0);
191
192  G4double ComputeEnergyCutFromRangeCut(
193                       G4double range, const G4ParticleDefinition*,
194                       const G4Material*);
195  G4double ComputeEnergyCutFromRangeCut(
196                       G4double range, const G4String&,
197                       const G4String&);
198
199  //==================================================================================
200  // Methods to access particles, materials, regions
201  //==================================================================================
202
203  const G4ParticleDefinition* FindParticle(const G4String&);
204
205  const G4ParticleDefinition* FindIon(G4int Z, G4int A);
206
207  const G4Material* FindMaterial(const G4String&);
208
209  const G4Region* FindRegion(const G4String&);
210
211  const G4MaterialCutsCouple* FindCouple(const G4Material*, const G4Region* r = 0);
212
213  void SetVerbose(G4int val);
214
215  //==================================================================================
216  // Private methods
217  //==================================================================================
218
219private:
220
221  G4bool UpdateParticle(const G4ParticleDefinition*, G4double kinEnergy);
222
223  G4bool UpdateCouple(const G4Material*, G4double cut);
224
225  void FindLambdaTable(const G4ParticleDefinition*, const G4String& processName);
226
227  G4bool FindEmModel(const G4ParticleDefinition*, 
228                     const G4String& processName,
229                           G4double kinEnergy);
230
231  G4VEnergyLossProcess* FindEnergyLossProcess(const G4ParticleDefinition*);
232
233  G4EmCalculator & operator=(const  G4EmCalculator &right);
234  G4EmCalculator(const  G4EmCalculator&);
235
236  std::vector<const G4Material*>            localMaterials;
237  std::vector<const G4MaterialCutsCouple*>  localCouples;
238
239  G4LossTableManager*          manager;
240  G4EmCorrections*             corr; 
241  G4DataVector                 localCuts;
242  G4int                        nLocalMaterials;
243
244  G4int                        verbose;
245
246  // cash
247  G4int                        currentCoupleIndex;
248  const G4MaterialCutsCouple*  currentCouple;
249  const G4Material*            currentMaterial;
250  const G4ParticleDefinition*  currentParticle;
251  const G4ParticleDefinition*  lambdaParticle;
252  const G4ParticleDefinition*  baseParticle;
253  const G4PhysicsTable*        currentLambda;
254        G4VEmModel*            currentModel;
255        G4VEmModel*            loweModel;
256        G4VEnergyLossProcess*  currentProcess;
257
258  const G4ParticleDefinition*  theGenericIon;
259  G4ionEffectiveCharge*        ionEffCharge;
260  G4DynamicParticle            dynParticle;
261
262  G4String                     currentName;
263  G4String                     lambdaName;
264  G4double                     currentCut;
265  G4double                     chargeSquare;
266  G4double                     massRatio;
267  G4double                     mass;
268  G4bool                       isIon;
269  G4bool                       isApplicable;
270
271  G4String                     currentParticleName;
272  G4String                     currentMaterialName;
273  G4String                     currentProcessName;
274};
275
276//....oooOO0OOooo.......oooOO0OOooo........oooOO0OOooo........oooOO0OOooo......
277
278#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.