source: trunk/source/processes/hadronic/cross_sections/src/G4NucleonNuclearCrossSection.cc @ 846

Last change on this file since 846 was 819, checked in by garnier, 16 years ago

import all except CVS
File size: 29.1 KB
Line 
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 *
7// * conditions of the Geant4 Software License,  included in the file *
8// * LICENSE and available at  http://cern.ch/geant4/license .  These *
9// * include a list of copyright holders.                             *
10// *                                                                  *
11// * Neither the authors of this software system, nor their employing *
12// * institutes,nor the agencies providing financial support for this *
13// * work  make  any representation or  warranty, express or implied, *
14// * regarding  this  software system or assume any liability for its *
15// * use.  Please see the license in the file  LICENSE  and URL above *
16// * for the full disclaimer and the limitation of liability.         *
17// *                                                                  *
18// * This  code  implementation is the result of  the  scientific and *
19// * technical work of the GEANT4 collaboration.                      *
20// * By using,  copying,  modifying or  distributing the software (or *
21// * any work based  on the software)  you  agree  to acknowledge its *
22// * use  in  resulting  scientific  publications,  and indicate your *
23// * acceptance of all terms of the Geant4 Software license.          *
24// ********************************************************************
25//
26// author: Vladimir.Grichine@cern.ch
27//
28// Implements data from: Barashenkov V.S., Nucleon-Nucleus Cross Section,
29// Preprint JINR P2-89-770, p. 12, Dubna 1989 (scanned version from KEK)
30// Based on G. Folger version of G4PiNuclearCrossSection class
31//
32// Modified:
33// 05.03.07 V.Ivanchenko - add IfZAApplicable, remove "debug"
34//
35
36#include "G4NucleonNuclearCrossSection.hh"
37//#include "G4HadronicException.hh"
38//#include "G4HadTmpUtil.hh"
39#include "G4Neutron.hh"
40#include "G4Proton.hh"
41//#include "G4ping.hh"
42
43// Group 1: He, Be, C for 44 energies 
44
45const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::e1[44] =     
46{
47  0.014, 0.015, 0.017, .02, 0.022, 0.025, 0.027, 0.03, 0.035, .04, 0.045, 0.05, .06, 0.07, 
48  .08, 0.09,  .1, .12, .14, .15, .16, .18, .20, .25, .30, .35, .4 , 0.5, 0.6, 0.7,  0.8, 
49  0.9,   1, 1.5,   2,   3,   5,  7, 10,   
50  20,   50,  100,  500, 1000
51};
52
53const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::he_m_t[44] =   
54{ 
55  1090, 1020, 915, 800, 710, 640, 600, 560, 500, 440, 390, 360, 295, 256, 220, 192, 
56  168, 136, 120, 116, 114, 110, 107, 104, 106, 108, 110, 120, 126, 135, 140, 144, 146, 
57  148, 152, 150, 146, 142, 138, 132, 129, 126, 127, 128 
58};
59const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::he_m_in[44] = 
60{ 
61  0, 5, 10, 20, 35, 55, 70, 80, 90, 105, 115, 115, 100, 90, 86, 84, 84, 82, 80, 80, 80, 80, 
62  79, 78, 80, 84, 88, 94, 100, 105, 108, 108, 108, 112, 114, 114, 112, 110, 108, 106, 104, 
63  101, 102, 102
64};
65const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::he_p_in[44] = 
66{ 
67  0, 2, 3, 13, 30, 50, 65, 77, 90, 105, 115, 115, 100, 90, 86, 84, 84, 82, 80, 80, 80, 80, 
68  79, 78, 80, 84, 88, 94, 100, 105, 108, 108, 108, 112, 114, 114, 112, 110, 108, 106, 104, 
69  101, 102, 102
70};
71
72const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::be_m_t[44] = 
73{
74  1490, 1460, 1400, 1350, 1270, 1200, 1160, 1100, 1000, 910, 810, 740, 625, 575, 455, 406, 
75  365, 310, 275, 262, 255, 240, 235, 225, 225, 230, 238, 252, 270, 282, 288, 290, 294, 303, 
76  303, 300, 292, 284, 277, 267, 263, 264, 268, 268 
77};
78const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::be_m_in[44] =
79{ 
80  650, 640, 617, 595, 555, 520, 495, 470, 430, 385, 350, 320, 270, 250, 210, 190, 185, 178, 
81  175, 175, 175, 175, 175, 170, 170, 172, 176, 184, 194, 200, 209, 213, 214, 216, 216, 212, 
82  210, 210, 210, 210, 210, 210, 210, 210
83};
84const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::be_p_in[44] =
85{ 
86  490, 540, 580, 545, 525, 495, 470, 450, 420, 370, 340, 310, 262, 242, 205, 185, 180, 175, 
87  172, 175, 175, 175, 175, 170, 170, 172, 176, 184, 194, 200, 209, 213, 214, 216, 216, 212, 
88  210, 210, 210, 210, 210, 210, 210, 210
89};
90
91const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::c_m_t[44] = 
92{
93  1240, 1370, 1450, 1455, 1445, 1385, 1345, 1290, 1210, 1110, 1020, 940, 800, 700, 604, 530, 
94  475, 396, 350, 336, 320, 303, 294, 280, 280, 286, 296, 314, 330, 344, 356, 360, 364, 384, 
95  388, 384, 364, 352, 344, 330, 324, 324, 332, 332
96};
97const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::c_m_in[44] =
98{
99  590, 570, 542, 510, 500, 460, 445, 430, 395, 380, 350, 330, 295, 270, 255, 240, 228, 222, 
100  216, 216, 210, 210, 210, 208, 210, 214, 216, 228, 240, 248, 254, 257, 260, 262, 260, 256, 
101  252, 252, 250, 250, 248, 248, 248, 248
102};
103const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::c_p_in[44] =
104{ 
105  310, 330, 400, 440, 450, 435, 430, 420, 385, 370, 340, 320, 288, 263, 249, 234, 222, 216, 
106  210, 211, 205, 208, 210, 208, 210, 214, 216, 228, 240, 248, 254, 257, 260, 262, 260, 256, 
107  252, 252, 250, 250, 248, 248, 248, 248
108};
109
110// Group 2: N, O, Na for 44 energies (e1=e2)
111
112const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::e2[44] =   
113{
114 0.014, 0.015, 0.017, .02, 0.022, 0.025, 0.027, 0.03, 0.035, .04, 0.045, 0.05, .06, 0.07, 
115  .08, 0.09,  .1, .12, .14, .15, .16, .18, .20, .25, .30, .35, .4 , 0.5, 0.6, 0.7,  0.8, 
116  0.9,   1, 1.5,   2,   3,   5,  7, 10,   
117  20,   50,  100,  500, 1000 
118};
119
120const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::n_m_t[44] = 
121{
122  1420,1480, 1537, 1550, 1525, 1500, 1480, 1425, 1340, 1260, 1175, 1090, 930, 805, 690, 612, 
123  552, 462, 402, 384, 372, 350, 345, 326, 324, 328, 336, 356, 372, 388, 400, 408, 415, 430, 
124  435, 432, 415, 402, 390, 375, 367, 370, 382, 385
125};
126const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::n_m_in[44] =
127{
128  680, 665, 625, 580, 562, 525, 510, 485, 450, 435, 410, 387, 340, 310, 290, 280, 276, 274, 
129  260, 258, 254, 247, 245, 240, 240, 244, 250, 260, 268, 275, 280, 285, 290, 295, 300, 294, 
130  292, 290, 285, 285, 282, 282, 282, 282
131};
132const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::n_p_in[44] =
133{ 
134  420, 440, 470, 490, 497, 500, 480, 462, 440, 425, 400, 377, 333, 303, 284, 274, 270, 268, 
135  254, 252, 247, 245, 245, 240, 240, 244, 250, 260, 268, 275, 280, 285, 290, 295, 300, 294, 
136  292, 290, 285, 285, 282, 282, 282, 282
137};
138
139const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::o_m_t[44] = 
140{
141  1520, 1570, 1630, 1660, 1647, 1623, 1595, 1555, 1475, 1395, 1290, 1207, 1035, 925, 816, 
142  720, 645, 540, 462, 438, 415, 392, 378, 362, 361, 381, 390, 403, 417, 440, 460, 470, 
143  479, 498, 504, 498, 477, 457, 443, 427, 420, 425, 429, 430
144};
145const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::o_m_in[44] = 
146{
147  750, 740, 700, 650, 620, 575, 555, 530, 505, 462, 435, 420, 375, 345, 320, 310, 300, 293, 
148  288, 282, 282, 280, 276, 270, 271, 275, 280, 290, 295, 304, 310, 315, 318, 332, 335, 330, 
149  323, 320, 317, 315, 315, 315, 315, 315
150};
151const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::o_p_in[44] = 
152{
153  460, 485, 510, 535, 537, 532, 520, 500, 460, 432, 405, 390, 350, 320, 310, 304, 293, 287, 
154  283, 279, 279, 278, 276, 270, 271, 275, 280, 290, 295, 304, 310, 315, 318, 332, 335, 330, 
155  323, 320, 317, 315, 315, 315, 315, 315
156};
157
158const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::na_m_t[44] = 
159{
160  1570, 1620, 1695, 1730, 1750, 1760, 1755, 1740, 1710, 1643, 1560, 1480, 1343, 1220, 1073, 
161  953, 860, 720, 618, 582, 546, 522, 504, 484, 492, 500, 512, 538, 560, 586, 608, 622, 632, 
162  660, 668, 664, 640, 616, 596, 568, 568, 568, 568, 568 
163};
164const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::na_m_in[44] =
165{
166  960, 930, 890, 822, 790, 750, 725, 686, 620, 600, 575, 540, 497, 450, 414, 390, 380, 372, 
167  354, 360, 355, 354, 350, 350, 350, 356, 364, 384, 392, 400, 408, 410, 420, 408, 412, 420, 
168  411, 409, 407, 403, 400, 400, 400, 400
169};
170const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::na_p_in[44] =
171{
172  600, 617, 660, 675, 680, 680, 670, 650, 575, 550, 525, 490, 450, 420, 385, 367, 360, 350, 
173  350, 350, 345, 347, 350, 350, 350, 356, 364, 384, 392, 400, 408, 410, 420, 408, 412, 420, 
174  411, 409, 407, 403, 400, 400, 400, 400
175};
176
177// Al, Si, Ca for 45 energies
178
179const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::e3[45] =     
180{
181  0.014, 0.015, 0.016, 0.017, .02, 0.022, 0.025, 0.027, 0.03, 0.035, .04, 0.045, 0.05, 
182  .06, 0.07, .08, 0.09,  .1, .12, .14, .15, .16, .18, .20, .25, .30, .35, .4 , 0.5, 0.6, 
183  0.7,  0.8,  0.9,   1, 1.5,   2,   3,   5,  7, 10,  20,   50,  100,  500, 1000 
184};
185
186const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::al_m_t[45] = 
187{ 
188  1735, 1750, 1760, 1795, 1830, 1855, 1885, 1895, 1900, 1870, 1835, 1785, 1710, 1522, 
189  1350, 1212, 1080, 972, 816, 720, 678, 642, 600, 567, 558, 560, 578, 592, 616, 644, 
190  672, 688, 708, 720, 736, 754, 736, 706, 680, 672, 646, 632, 632, 632, 632
191};
192const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::al_m_in[45] = 
193{
194  1000, 990, 975, 950, 905, 875, 825, 800, 762, 690, 652, 610, 570, 495, 480, 456, 444, 
195  432, 420, 420, 420, 420, 410, 410, 400, 402, 404, 408, 424, 438, 448, 450, 454, 456, 
196  472, 480, 466, 456, 452, 448, 444, 440, 440, 440, 440
197};
198const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::al_p_in[45] = 
199{
200  650, 682, 690, 715, 750, 762, 750, 740, 720, 655, 617, 575, 540, 470, 455, 532, 420, 
201  408, 400, 403, 403, 408, 406, 404, 400, 402, 404, 408, 424, 438, 448, 450, 454, 456, 
202  472, 480, 466, 456, 452, 448, 444, 440, 440, 440, 440 
203};
204
205const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::si_m_t[45] = 
206{ 
207  1810, 1833, 1850, 1872, 1920, 1950, 1995, 2020, 2035, 2000, 1930, 1850, 1760, 1570, 
208  1400, 1255, 1110, 1008, 846, 742, 696, 671, 623, 588, 584, 584, 602, 618, 645, 679, 
209  708, 727, 746, 757, 769, 782, 771, 734, 710, 698, 672, 654, 650, 650, 650 
210};
211const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::si_m_in[45] = 
212{
213  1060, 1035, 1015, 990, 935, 900, 860, 830, 790, 725, 665, 630, 600, 520, 504, 486, 
214  470, 456, 444, 432, 432, 432, 418, 418, 415, 412, 416, 422, 440, 460, 472, 476, 479, 
215  480, 492, 496, 488, 472, 472, 464, 460, 452, 448, 448, 448 
216};
217const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::si_p_in[45] = 
218{
219  670, 700, 725, 750, 780, 780, 770, 757, 735, 690, 635, 585, 570, 490, 475, 460, 446, 
220  431, 423, 425, 425, 425, 425, 422, 422, 412, 416, 422, 440, 460, 472, 476, 479, 
221  480, 492, 496, 488, 472, 472, 464, 460, 452, 448, 448, 448
222};
223
224const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::ca_m_t[45] = 
225{ 
226  2180, 2130, 2095, 2075, 2115, 2150, 2220, 2250, 2300, 2365, 2360, 2280, 2180, 2000, 
227  1805, 1650, 1500, 1340, 1140, 990, 940, 890, 825, 790, 770, 773, 787, 800, 830, 870, 
228  905, 930, 950, 965, 990, 1002, 990, 965, 945, 925, 892, 860, 860, 860, 860 
229};
230const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::ca_m_in[45] = 
231{
232  1240, 1225, 1200, 1180, 1125, 1090, 1045, 1020, 980, 925, 880, 825, 770, 680, 640, 
233  620, 615, 600, 580, 565, 560, 560, 560, 550, 535, 530, 540, 550, 570, 595, 610, 615, 
234  620, 622, 629, 630, 620, 612, 607, 592, 587, 580, 580, 580, 580 
235};
236const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::ca_p_in[45] = 
237{
238  770, 800, 823, 850, 900, 925, 935, 920, 895, 835, 800, 750, 715, 640, 605, 590, 588, 
239  573, 555, 543, 540, 540, 540, 535, 530, 530, 540, 550, 570, 595, 610, 615, 
240  620, 622, 629, 630, 620, 612, 607, 592, 587, 580, 580, 580, 580 
241};
242
243// Fe, Cu, Mo for 47 energies
244
245const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::e4[47] =     
246{
247  0.014, 0.015, 0.017, .02, 0.022, 0.025, 0.027, 0.03, 0.033, 0.035, 0.037, .04, 0.045, 
248  0.05, 0.055, .06, 0.07, .08, 0.09,  .1, .12, .14, .15, .16, .18, .20, .25, .30, .35, 
249  .4 , 0.5, 0.6, 0.7,  0.8,  0.9,   1, 1.5,   2,   3,   5,  7, 10,   
250  20,   50,  100,  500, 1000
251};
252
253const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::fe_m_t[47] = 
254{
255  2580, 2490, 2370, 2282, 2275, 2285, 2320, 2370, 2432, 2445, 2460, 2485, 2530, 2540, 
256  2517, 2480, 2290, 2110, 1940, 1790, 1510, 1290, 1220, 1150, 1070, 1030, 1013, 1020, 
257  1030, 1043, 1075, 1110, 1133, 1163, 1185, 1225, 1252, 1260, 1260, 1233, 1207, 1185, 
258  1140, 1110, 1110, 1110, 1110
259};
260const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::fe_m_in[47] = 
261{
262  1440, 1433, 1390, 1325, 1280, 1260, 1215, 1180, 1140, 1110, 1080, 1040, 990, 955, 920, 
263  885, 835, 800, 780, 765, 750, 725, 720, 720, 710, 700, 700, 700, 712, 705, 735, 750, 
264  765, 775, 780, 795, 810, 813, 810, 784, 757, 743, 735, 720, 720, 720, 720 
265};
266const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::fe_p_in[47] = 
267{
268  900, 960, 1070, 1090, 1115, 1120, 1115, 1080, 1045, 1025, 1000, 960, 900, 885, 865, 790, 
269  765, 740, 720, 700, 697, 697, 697, 697, 695, 690, 688, 690, 712, 705, 735, 750, 
270  765, 775, 780, 795, 810, 813, 810, 784, 757, 743, 735, 720, 720, 720, 720 
271};
272
273const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::cu_m_t[47] = 
274{
275  2920, 2800, 2615, 2480, 2455, 2430, 2440, 2460, 2500, 2530, 2560, 2615, 2690, 2720, 
276  2700, 2645, 2500, 2320, 2140, 1970, 1670, 1460, 1380, 1285, 1200, 1160, 1140, 1147, 
277  1163, 1170, 1200, 1237, 1265, 1285, 1305, 1328, 1375, 1390, 1395, 1370, 1335, 1315, 
278  1270, 1230, 1230, 1230, 1230 
279};
280const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::cu_m_in[47] = 
281{
282  1540, 1535, 1500, 1445, 1407, 1380, 1330, 1300, 1285, 1270, 1240, 1190, 1090, 1010, 
283  940, 920, 860, 835, 820, 810, 800, 780, 775, 770, 760, 760, 758, 765, 765, 770, 795, 
284  810, 825, 830, 840, 848, 870, 870, 868, 840, 825, 810, 803, 795, 795, 795, 795 
285};
286const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::cu_p_in[47] = 
287{
288  935, 1000, 1060, 1190, 1220, 1250, 1240, 1210, 1150, 1130, 1115, 1050, 985, 950, 890, 
289  870, 820, 800, 785, 780, 770, 750, 745, 740, 735, 735, 745, 760, 762, 770, 795, 
290  810, 825, 830, 840, 848, 870, 870, 868, 840, 825, 810, 803, 795, 795, 795, 795 
291};
292
293const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::mo_m_t[47] = 
294{
295  4150, 4040, 3800, 3490, 3300, 3060, 2960, 2845, 2785, 2820, 2850, 2980, 3170, 3230, 
296  3270, 3280, 3225, 3075, 2895, 2710, 2355, 2060, 1925, 1800, 1630, 1560, 1540, 1550, 
297  1570, 1590, 1650, 1685, 1715, 1740, 1760, 1780, 1850, 1880, 1858, 1815, 1790, 1782, 
298  1720, 1690, 1690, 1690, 1690 
299};
300const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::mo_m_in[47] = 
301{
302  1790, 1775, 1740, 1680, 1640, 1580, 1550, 1510, 1460, 1440, 1418, 1380, 1330, 1280, 
303  1240, 1200, 1155, 1140, 1110, 1110, 1080, 1065, 1050, 1050, 1025, 1020, 1015, 1020, 
304  1022, 1026, 1060, 1085, 1100, 1110, 1120, 1127, 1150, 1160, 1140, 1100, 1085, 1080, 
305  1070, 1070, 1070, 1070, 1070 
306};
307const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::mo_p_in[47] = 
308{
309  1025, 1080, 1190, 1380, 1440, 1495, 1475, 1420, 1350, 1310, 1300, 1290, 1250, 1200, 
310  1170, 1130, 1095, 1060, 1040, 1022, 1020, 1016, 1016, 1016, 1016, 1012, 1005, 1005, 
311  1005, 1010, 1060, 1085, 1100, 1110, 1120, 1127, 1150, 1160, 1140, 1100, 1085, 1080, 
312  1070, 1070, 1070, 1070, 1070
313};
314
315// Cd, Sn, W for 48 energies
316
317const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::e5[48] =     
318{
319   0.014, 0.015, 0.017, 0.018, .02, 0.022, 0.025, 0.027, 0.03, 0.033, 0.035, .04, 
320   0.045, 0.05, 0.055, .06, .065, 0.07, .08, 0.09,  .1, .12, .14, .15, .16, .18, 
321   .20, .25, .30, .35, .4 , 0.5, 0.6, 0.7,  0.8, 0.9, 1, 1.5, 2, 3, 5, 7, 10,  20, 
322   50, 100, 500, 1000
323};
324
325const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::cd_m_t[48] = 
326{
327  4420, 4280, 4170, 4070, 3860, 3680, 3420, 3280, 3125, 3060, 3080, 3190, 3350, 3445, 
328  3510, 3540, 3560, 3550, 3460, 3300, 3030, 2640, 2340, 2190, 2070, 1950, 1770, 1732, 
329  1740, 1760, 1780, 1832, 1885, 1925, 1945, 1960, 1980, 2070, 2080, 2065, 2040, 2022, 
330  1980, 1940, 1870, 1870, 1870, 1870 
331};
332const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::cd_m_in[48]= 
333{
334  1920, 1910, 1880, 1860, 1840, 1800, 1760, 1720, 1675, 1630, 1600, 1520, 1465, 1420, 
335  1390, 1340, 1310, 1280, 1275, 1235, 1225, 1200, 1170, 1170, 1170, 1165, 1145, 1140, 
336  1140, 1135, 1160, 1180, 1220, 1240, 1250, 1260, 1265, 1270, 1275, 1250, 1222, 1222, 
337  1220, 1215, 1190, 1190, 1190, 1190 
338};
339const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::cd_p_in[48] = 
340{
341  1020, 1100, 1225, 1290, 1440, 1520, 1575, 1560, 1518, 1460, 1420, 1400, 1365, 1340, 
342  1300, 1280, 1260, 1200, 1190, 1160, 1125, 1125, 1125, 1125, 1125, 1125, 1120, 1120, 
343  1120, 1118, 1146, 1180, 1220, 1240, 1250, 1260, 1265, 1270, 1275, 1250, 1222, 1222, 
344  1220, 1215, 1190, 1190, 1190, 1190 
345};
346
347const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::sn_m_t[48] = 
348{
349  4420, 4400, 4260, 4150, 3980, 3770, 3530, 3370, 3245, 3180, 3170, 3260, 3400, 3500, 
350  3560, 3610, 3650, 3680, 3580, 3390, 3190, 2760, 2430, 2295, 2175, 1990, 1880, 1810, 
351  1820, 1840, 1865, 1940, 1985, 2020, 2040, 2060, 2080, 2160, 2185, 2180, 2110, 2105, 
352  2080, 2050, 1980, 1980, 1980, 1980 
353};
354const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::sn_m_in[48] = 
355{
356  1945, 1940, 1905, 1890, 1860, 1830, 1780, 1755, 1717, 1680, 1645, 1570, 1500, 1455, 
357  1410, 1370, 1340, 1320, 1290, 1285, 1260, 1240, 1235, 1212, 1200, 1200, 1200, 1190, 
358  1190, 1200, 1210, 1240, 1270, 1285, 1300, 1300, 1310, 1320, 1320, 1290, 1240, 1240, 
359  1240, 1240, 1240, 1240, 1240, 1240 
360};
361const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::sn_p_in[48] = 
362{ 
363  1020, 1080, 1270, 1335, 1465, 1505, 1610, 1610, 1550, 1535, 1500, 1440, 1407, 1370, 
364  1340, 1300, 1285, 1260, 1230, 1215, 1200, 1180, 1170, 1170, 1165, 1165, 1170, 1165, 
365  1165, 1183, 1195, 1240, 1270, 1285, 1300, 1300, 1310, 1320, 1320, 1290, 1240, 1240, 
366  1240, 1240, 1240, 1240, 1240, 1240
367};
368
369const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::w_m_t[48] =   
370{
371  5320, 5430, 5480, 5450, 5330, 5190, 4960, 4790, 4550, 4340, 4200, 4070, 4000, 4030, 
372  4125, 4220, 4270, 4390, 4440, 4360, 4200, 3800, 3380, 3200, 3040, 2790, 2660, 2575, 
373  2575, 2600, 2640, 2690, 2755, 2790, 2812, 2837, 2850, 2950, 3000, 2970, 2940, 2910, 
374  2880, 2820, 2730, 2730, 2730, 2730 
375};
376const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::w_m_in[48] = 
377{
378  2440, 2400, 2370, 2350, 2310, 2270, 2220, 2195, 2150, 2100, 2070, 2010, 1945, 1900, 
379  1850, 1820, 1780, 1760, 1730, 1720, 1680, 1680, 1660, 1660, 1650, 1650, 1640, 1640, 
380  1612, 1615, 1625, 1640, 1700, 1720, 1730, 1740, 1750, 1780, 1780, 1750, 1740, 1735, 
381  1710, 1695, 1680, 1680, 1680, 1680 
382};
383const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::w_p_in[48] = 
384{ 
385  950,  1020, 1240, 1400, 1560, 1670, 1760, 1830, 1850, 1855, 1870, 1840, 1800, 1770, 
386  1740, 1715, 1680, 1670, 1650, 1620, 1610, 1600, 1600, 1600, 1600, 1600, 1600, 1595, 
387  1585, 1595, 1615, 1640, 1700, 1720, 1730, 1740, 1750, 1780, 1780, 1750, 1740, 1735, 
388  1710, 1695, 1680, 1680, 1680, 1680
389};
390
391// Pb, U for 46 energies
392
393const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::e6[46] =     
394{
395  0.014, 0.015, 0.017, 0.019, .02, 0.022, 0.025, 0.027, 0.03, 0.035, .04, 0.045, 0.05, 
396  0.055, .06, 0.07, .08, 0.09, .1, .12, .14, .15, .16, .18, .20, .25, .30, .35, .4 , 
397  0.5, 0.6, 0.7,  0.8, 0.9, 1, 1.5, 2, 3, 5, 7, 10, 20, 50, 100, 500, 1000
398};
399
400const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::pb_m_t[46] = 
401{
402  5300, 5440, 5720, 5880, 5765, 5745, 5480, 5280, 4970, 4550, 4390, 4300, 4265, 4325, 
403  4450, 4540, 4740, 4710, 4600, 4100, 3660, 3480, 3300, 3000, 2890, 2865, 2855, 2850, 
404  2865, 2920, 2955, 3000, 3030, 3060, 3105, 3240, 3290, 3270, 3240, 3180, 3090, 3060, 
405  2970, 2970, 2970, 2970 
406
407};
408const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::pb_m_in[46] = 
409{
410  2580, 2550, 2505, 2462, 2460, 2435, 2380, 2355, 2280, 2180, 2170, 2130, 2080, 2035, 
411  1980, 1940, 1900, 1870, 1840, 1800, 1800, 1800, 1780, 1760, 1760, 1740, 1730, 1725, 
412  1740, 1785, 1815, 1835, 1860, 1890, 1895, 1920, 1920, 1890, 1850, 1835, 1830, 1830, 
413  1830, 1830, 1830, 1830 
414};
415const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::pb_p_in[46] = 
416{ 
417  900,  1060, 1200, 1420, 1515, 1620, 1750, 1800, 1915, 2030, 1960, 1940, 1910, 1860, 
418  1840, 1780, 1770, 1760, 1740, 1720, 1725, 1740, 1740, 1730, 1720, 1700, 1710, 1720, 
419  1730, 1740, 1815, 1835, 1860, 1890, 1895, 1920, 1920, 1890, 1850, 1835, 1830, 1830, 
420  1830, 1830, 1830, 1830
421};
422
423const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::u_m_t[46] =   
424{
425  5800, 5940, 6160, 6345, 6360, 6350, 6170, 6020, 5760, 5350, 4990, 4800, 4710, 4690, 
426  4760, 5040, 5190, 5200, 5080, 4600, 4120, 3920, 3720, 3420, 3240, 3150, 3160, 3180, 
427  3210, 3240, 3280, 3350, 3390, 3435, 3480, 3560, 3585, 3580, 3540, 3500, 3470, 3410, 
428  3335, 3335, 3335, 3335   
429};
430const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::u_m_in[46] = 
431{
432  2820, 2770, 2700, 2660, 2645, 2620, 2580, 2550, 2515, 2450, 2390, 2320, 2260, 2225, 
433  2200, 2140, 2080, 2060, 2040, 2000, 1980, 1965, 1960, 1930, 1920, 1890, 1905, 1920, 
434  1945, 1970, 1985, 2010, 2040, 2070, 2080, 2090, 2095, 2080, 2063, 2060, 2050, 2040, 
435  2005, 2005, 2005, 2005 
436};
437const G4double G4NucleonNuclearCrossSection::u_p_in[46] = 
438{ 
439  800,  900,  1100, 1300, 1410, 1510, 1680, 1800, 2000, 2200, 2080, 2060, 2035, 2100, 
440  2030, 2030, 2000, 1960, 1960, 1960, 1940, 1925, 1920, 1905, 1890, 1860, 1880, 1910, 
441  1930, 1945, 1985, 2010, 2040, 2070, 2080, 2090, 2095, 2080, 2063, 2060, 2050, 2040, 
442  2005, 2005, 2005, 2005
443};
444
445using namespace std;
446
447//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
448//
449//
450
451G4NucleonNuclearCrossSection::G4NucleonNuclearCrossSection()
452{
453  theNeutron = G4Neutron::Neutron();
454  theProton  = G4Proton::Proton();
455 
456  // He, Be, C
457   
458   thePimData.push_back(new G4PiData(he_m_t, he_m_in, e1, 44));
459   thePipData.push_back(new G4PiData(he_m_t, he_p_in, e1, 44));
460
461   thePimData.push_back(new G4PiData(be_m_t, be_m_in, e1, 44));
462   thePipData.push_back(new G4PiData(be_m_t, be_p_in, e1, 44));
463
464   thePimData.push_back(new G4PiData(c_m_t,  c_m_in,  e1, 44));
465   thePipData.push_back(new G4PiData(c_m_t,  c_p_in,  e1, 44));
466
467   // N, O, Na
468
469   thePimData.push_back(new G4PiData(n_m_t,  n_m_in,  e2, 44));
470   thePipData.push_back(new G4PiData(n_m_t,  n_p_in,  e2, 44));
471
472   thePimData.push_back(new G4PiData(o_m_t,  o_m_in,  e2, 44));
473   thePipData.push_back(new G4PiData(o_m_t,  o_p_in,  e2, 44));
474
475   thePimData.push_back(new G4PiData(na_m_t, na_m_in, e2, 44));
476   thePipData.push_back(new G4PiData(na_m_t, na_p_in, e2, 44));
477
478   // Al, Si, Ca
479
480   thePimData.push_back(new G4PiData(al_m_t, al_m_in, e3, 45));
481   thePipData.push_back(new G4PiData(al_m_t, al_p_in, e3, 45));
482
483   thePimData.push_back(new G4PiData(si_m_t, si_m_in, e3, 45));
484   thePipData.push_back(new G4PiData(si_m_t, si_p_in, e3, 45));
485
486   thePimData.push_back(new G4PiData(ca_m_t, ca_m_in, e3, 45));
487   thePipData.push_back(new G4PiData(ca_m_t, ca_p_in, e3, 45));
488
489   // Fe, Cu, Mo
490
491   thePimData.push_back(new G4PiData(fe_m_t, fe_m_in, e4, 47));
492   thePipData.push_back(new G4PiData(fe_m_t, fe_p_in, e4, 47));
493
494   thePimData.push_back(new G4PiData(cu_m_t, cu_m_in, e4, 47));
495   thePipData.push_back(new G4PiData(cu_m_t, cu_p_in, e4, 47));
496
497   thePimData.push_back(new G4PiData(mo_m_t, mo_m_in, e4, 47));
498   thePipData.push_back(new G4PiData(mo_m_t, mo_p_in, e4, 47));
499
500   // Cd, Sn, W
501
502   thePimData.push_back(new G4PiData(cd_m_t, cd_m_in, e5, 48));
503   thePipData.push_back(new G4PiData(cd_m_t, cd_p_in, e5, 48));
504
505   thePimData.push_back(new G4PiData(sn_m_t, sn_m_in, e5, 48));
506   thePipData.push_back(new G4PiData(sn_m_t, sn_p_in, e5, 48));
507
508   thePimData.push_back(new G4PiData(w_m_t,  w_m_in,  e5, 48));
509   thePipData.push_back(new G4PiData(w_m_t,  w_p_in,  e5, 48));
510
511   // Pb, U
512
513   thePimData.push_back(new G4PiData(pb_m_t, pb_m_in, e6, 46));
514   thePipData.push_back(new G4PiData(pb_m_t, pb_p_in, e6, 46));
515
516   thePimData.push_back(new G4PiData(u_m_t,  u_m_in,  e6, 46));
517   thePipData.push_back(new G4PiData(u_m_t,  u_p_in,  e6, 46));
518
519   theZ.push_back(2); // He
520   theZ.push_back(4); // Be
521   theZ.push_back(6); // C
522   theZ.push_back(7); // N
523   theZ.push_back(8); // O
524   theZ.push_back(11); // Na
525   theZ.push_back(13); // Al
526   theZ.push_back(14); // Si
527   theZ.push_back(20); // Ca
528   theZ.push_back(26); // Fe
529   theZ.push_back(29); // Cu
530   theZ.push_back(42); // Mo
531   theZ.push_back(48); // Cd
532   theZ.push_back(50); // Sn
533   theZ.push_back(74); // W
534   theZ.push_back(82); // Pb
535   theZ.push_back(92); // U
536
537}
538
539///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
540//
541//
542
543G4NucleonNuclearCrossSection::~G4NucleonNuclearCrossSection()
544{
545   std::for_each(thePimData.begin(), thePimData.end(), G4PiData::Delete());
546   std::for_each(thePipData.begin(), thePipData.end(), G4PiData::Delete());
547}
548
549////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
550//
551//
552
553G4double G4NucleonNuclearCrossSection::
554GetCrossSection( const G4DynamicParticle* aParticle, 
555                 const G4Element* anElement,
556                       G4double                )
557
558{
559  return GetIsoZACrossSection(aParticle, anElement->GetZ(), anElement->GetN(), 0.);
560}
561
562////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
563//
564//
565
566G4bool G4NucleonNuclearCrossSection::IsApplicable(const G4DynamicParticle* aParticle, 
567                                                  const G4Element* anElement)
568{
569  return IsZAApplicable(aParticle, anElement->GetZ(), anElement->GetN()); 
570}
571
572////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
573//
574//
575
576G4bool G4NucleonNuclearCrossSection::IsZAApplicable(const G4DynamicParticle* aParticle, 
577                                                    G4double Z, G4double)
578{
579  G4bool result = false;
580  if(aParticle->GetDefinition() == theNeutron ) result = true;
581  if(aParticle->GetDefinition() == theProton)   result = true;
582  if(Z < 1.5)                                   result = false;
583  if(aParticle->GetKineticEnergy() > 999.9*GeV) result = false;
584  return result;
585}
586
587////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
588//
589//
590
591G4double G4NucleonNuclearCrossSection::
592GetIsoZACrossSection( const G4DynamicParticle* aParticle, 
593                      G4double  zElement, G4double, G4double  )
594{
595   G4double kineticEnergy = aParticle->GetKineticEnergy();
596 
597   G4double result = 0;
598   G4int Z = G4int(zElement + 0.5);
599
600   // G4cout<<"Z = "<<Z<<G4endl;
601
602   size_t it = 0;
603
604   while( it < theZ.size() && Z > theZ[it] ) it++;
605
606   // if( Z == 29 ) tuning=.96;
607
608   if( Z > theZ[it] ) Z = theZ[it]; 
609   G4int Z1, Z2;
610   G4double x1, x2, xt1, xt2;
611
612   if(aParticle->GetDefinition() == theNeutron )
613   {
614     if( theZ[it] == Z )
615     {
616       result = thePimData[it]->ReactionXSection(kineticEnergy);
617       fTotalXsc = thePimData[it]->TotalXSection(kineticEnergy);
618     }
619     else
620     {
621       x1 = thePimData[it-1]->ReactionXSection(kineticEnergy);
622       xt1 = thePimData[it-1]->TotalXSection(kineticEnergy);
623       Z1 = theZ[it-1];
624       x2 = thePimData[it]->ReactionXSection(kineticEnergy);
625       xt2 = thePimData[it]->TotalXSection(kineticEnergy);
626       Z2 = theZ[it];
627
628       result = Interpolate(Z1, Z2, Z, x1, x2);
629       fTotalXsc = Interpolate(Z1, Z2, Z, xt1, xt2);
630     }
631   }
632   else if(aParticle->GetDefinition() == theProton)
633   {
634     if( theZ[it] == Z )
635     {
636       // at high energies, when no data for proton, use neutron
637
638       std::vector<G4PiData *> * theData = &thePimData;
639
640       if( thePipData[it]->AppliesTo(kineticEnergy) )
641       {
642         theData = &thePipData;
643       }
644       result = theData->operator[](it)->ReactionXSection(kineticEnergy);
645       fTotalXsc = theData->operator[](it)->TotalXSection(kineticEnergy);
646
647     }
648     else
649     {
650       std::vector<G4PiData*>* theLData = &thePimData;
651
652       if(thePipData[it-1]->AppliesTo(kineticEnergy))
653       {
654         theLData = &thePipData;
655       }
656       std::vector<G4PiData *> * theHData = &thePimData;
657
658       if( thePipData[it]->AppliesTo(kineticEnergy) )
659       {
660         theHData = &thePipData;
661       }
662       x1 = theLData->operator[](it-1)->ReactionXSection(kineticEnergy);
663       xt1 = theLData->operator[](it-1)->TotalXSection(kineticEnergy);
664       Z1 = theZ[it-1];
665       x2 = theHData->operator[](it)->ReactionXSection(kineticEnergy);
666       xt2 = theHData->operator[](it)->TotalXSection(kineticEnergy);
667       Z2 = theZ[it];
668
669       result = Interpolate(Z1, Z2, Z, x1, x2);
670       fTotalXsc = Interpolate(Z1, Z2, Z, xt1, xt2);
671     }
672   }
673   fElasticXsc = fTotalXsc - result;
674   if( fElasticXsc < 0.) fElasticXsc = 0.;
675
676   return result;
677}
678
679/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
680//
681//
682
683G4double G4NucleonNuclearCrossSection::
684Interpolate(G4int Z1, G4int Z2, G4int Z, G4double x1, G4double x2)
685{ 
686//   Nucleon numbers obtained from G4NistManager G4 8.0
687
688  static G4double alpha = 2./3.;
689
690  static const G4double A[92] = 
691  {
692    1.0001, 4.0000, 6.9241, 9.0000, 10.801, 12.011, 14.004, 16.004, 19.000, 20.188,
693    23.000, 24.320, 27.000, 28.109, 31.000, 32.094, 35.484, 39.985, 39.135, 40.116,
694    45.000, 47.918, 50.998, 52.055, 55.000, 55.910, 59.000, 58.760, 63.617, 65.468,
695    69.798, 72.691, 75.000, 79.042, 79.986, 83.887, 85.557, 87.710, 89.000, 91.318,
696    93.000, 96.025, 98.000, 101.16, 103.00, 106.51, 107.96, 112.51, 114.91, 118.81,
697    121.86, 127.70, 127.00, 131.39, 133.00, 137.42, 139.00, 140.21, 141.00, 144.32,
698    145.00, 150.45, 152.04, 157.33, 159.00, 162.57, 165.00, 167.32, 169.00, 173.10,
699    175.03, 178.54, 181.00, 183.89, 186.25, 190.27, 192.25, 195.11, 197.00, 200.63,
700    204.41, 207.24, 209.00, 209.00, 210.00, 222.00, 223.00, 226.00, 227.00, 232.00,
701    231.00, 237.98
702  };                     
703  static G4bool NeedInit = true;
704                     
705  static G4double A75[92];
706
707  if ( NeedInit )
708  {
709    for (G4int i=0; i<92; ++i)
710    {
711      A75[i] = std::pow(A[i], alpha); // interpolate by square ~ A^(2/3)
712    }
713    NeedInit=false;
714  }
715
716  // for tabulated data, cross section scales with A^(2/3)
717  G4double r1 = x1 / A75[Z1-1] * A75[Z-1];
718  G4double r2 = x2 / A75[Z2-1] * A75[Z-1];
719  G4double result = 0.5*(r1+r2);
720
721  // More precise average
722  if(Z1 != Z2) {
723    G4double alp1 = G4double(Z - Z1);
724    G4double alp2 = G4double(Z2 - Z);
725    result = (r1*alp2 + r2*alp1)/(alp1 + alp2);
726  }
727  //       G4cout << "x1/2, z1/2 z" <<x1<<" "<<x2<<" "<<Z1<<" "<<Z2<<" "<<Z<<G4endl;
728  //       G4cout << "res1/2 " << r1 <<" " << r2 <<" " << result<< G4endl;
729  return result;
730}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.