دانلود لیست مواد موجود در جینت4
عنوان مقاله: لیست جامع مواد پیش‌تعریف شده در Geant4: راهنمای کاربران شبیه‌سازی‌های مونت‌کارلو
چکیده:
نرم‌افزار Geant4 به عنوان یک ابزار قدرتمند برای شبیه‌سازی برهمکنش ذرات با ماده، دارای یک پایگاه داده غنی از مواد و عناصر است. این مقاله به ارائه یک لیست کامل و یکپارچه از تمامی مواد پیش‌تعریف شده در Geant4 می‌پردازد. هدف از این کار، کمک به کاربران برای دسترسی سریع به این اطلاعات، صرفه‌جویی در زمان تعریف مواد تکراری، و اطمینان از استفاده از پارامترهای استاندارد و معتبر در شبیه‌سازی‌های آنان است. این لیست شامل عناصر پایه، ترکیبات NIST، مواد تخصصی فیزیک انرژی بالا (HEP)، مواد هسته‌ای، مواد مورد استفاده در مطالعات فضایی و مواد بیوشیمیایی می‌باشد.
مقدمه:
هنگام ساخت یک هندسه در Geant4، یکی از اولین و حیاتی‌ترین مراحل، تعریف دقیق مواد تشکیل‌دهنده اجسام است. Geant4 به طور پیش‌فرض کتابخانه‌ای گسترده از مواد را در خود جای داده است. آگاهی از این مواد به کاربران این امکان را می‌دهد که:
-
از تعریف مجدد موادی که از قبل وجود دارند، خودداری کنند.
-
از مقادیر استاندارد و بهینه‌شده برای چگالی، ترکیب شیمیایی و یونش ویژه استفاده کنند.
-
در زمان خود صرفه‌جویی کرده و بر روی جنبه‌های دیگر شبیه‌سازی تمرکز نمایند.
این مقاله به عنوان یک مرجع سریع، این لیست ارزشمند را در دسترس کاربران قرار می‌دهد.
فهرست مطالب
-
عناصر پایه (G4Element)
-
ترکیبات و مواد NIST (G4NistManager)
-
مواد تخصصی فیزیک انرژی بالا (HEP) و هسته‌ای
-
مواد مورد استفاده در شبیه‌سازی‌های فضایی
-
مواد بیوشیمیایی (برای شبیه‌سازی‌های G4DNA و G4Med)
-
نحوه دسترسی و استفاده از مواد در کد Geant4
-
جمع‌بندی و دانلود لیست کامل
گسترش بخش‌های اصلی مقاله
1. عناصر پایه (G4Element)
این بخش شامل ۱۱۸ عنصر جدول تناوبی (نه ۹۸ عنصر) است که به صورت شیء G4Element تعریف شده‌اند. هر عنصر با عدد اتمی، نماد شیمیایی، جرم اتمی، چگالی (در حالت استاندارد) و انرژی یونش ویژه مشخص می‌شود.
نمونه جدول:
| عدد اتمی | نماد شیمیایی | نام عنصر | چگالی (g/cm³) | انرژی یونش ویژه (eV) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | H | Hydrogen | 0.00008988 | 19.2 |
| 2 | He | Helium | 0.0001785 | 41.8 |
| 6 | C | Carbon | 2.267 (گرافیت) | 78.0 |
| 8 | O | Oxygen | 0.001429 | 95.0 |
| 13 | Al | Aluminium | 2.6989 | 166.0 |
| 26 | Fe | Iron | 7.874 | 286.0 |
| 79 | Au | Gold | 19.32 | 790.0 |
| ... | ... | ... | ... | ... |
2. ترکیبات و مواد NIST (G4NistManager)
این بخش مهم‌ترین منبع برای کاربران است. کلاس G4NistManager بیش از ۱۵۰ ماده مرجع (مانند آب، هوا، پلاستیک‌ها، بافت‌های بیولوژیکی، فلزات و آلیاژهای رایج) را بر اساس پایگاه داده موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) ارائه می‌دهد. استفاده از این مواد به دلیل صحت و اعتبار بالا، بسیار توصیه می‌شود.
دسته‌بندی نمونه مواد NIST:
-
گازها:
G4_Air,G4_WATER_VAPOR,G4_Ar,G4_CO2 -
مایعات:
G4_WATER,G4_lBENZENE -
مواد آلی:
G4_PLASTIC_SC_VINYLTOLUENE,G4_POLYSTYRENE,G4_PARAFFIN -
مواد معدنی و ساختمانی:
G4_CONCRETE,G4_MARBLE,G4_GLASS_PLATE -
فلزات و آلیاژها:
G4_Al,G4_Cu,G4_Pb,G4_STAINLESS-STEEL,G4_BRASS -
بافت‌های بیولوژیکی:
G4_ADIPOSE_TISSUE,G4_MUSCLE_STRIATED,G4_BONE_COMPACT
نکته: در این بخش ذکر کنید که مواد NIST به سادگی و تنها با نام آن‌ها قابل فراخوانی هستند.
3. مواد تخصصی فیزیک انرژی بالا (HEP) و هسته‌ای
این بخش شامل موادی است که به طور خاص برای آزمایش‌های فیزیک انرژی بالا، آشکارسازها و کاربردهای هسته‌ای بهینه‌سازی شده‌اند. این مواد اغلب خواص اپتیکی یا برهمکنش‌های هسته‌ای خاصی دارند.
نمونه‌هایی از این مواد:
-
G4_Galactic(خلأ ایده‌آل) -
G4_Si(سیلیکون برای نیمه‌هادی‌ها) -
G4_Ge(ژرمانیوم) -
G4_NaI(سدیم یدید برای آشکارسازی) -
G4_PbWO4(سرب تنگستات برای کالیبریمترهای الکترومغناطیسی) -
G4_SCINTILLATOR(یک پلاستیک سنتیلاتور عمومی)
4. مواد مورد استفاده در شبیه‌سازی‌های فضایی
این مواد برای مدل‌سازی محیط‌های فضایی مانند سطح ماه یا مریخ و یا محافظ‌های تشعشعی فضاپیماها استفاده می‌شوند.
نمونه‌ها:
-
G4_SILICON_DIOXIDE(برای شبیه‌سازی خاک ماه) -
G4_MARS_SOIL(خاک مریخ) -
G4_LUNAR_SOIL(خاک ماه)
5. مواد بیوشیمیایی (G4DNA و G4Med)
این مواد مخصوص شبیه‌سازی برهمکنش پرتوها با سیستم‌های زیستی در مقیاس مولکولی و سلولی هستند و عمدتاً در ماژول‌های تخصصی G4DNA و G4Med استفاده می‌شوند. این بخش شامل مولکول‌های زیستی مانند DNA، RNA، پروتئین‌ها و همچنین بافت‌های پیچیده است.
نمونه‌ها:
-
G4_DNA_ADENINE -
G4_DNA_CYTOSINE -
G4_WATER(با کراس‌سکشن‌های ویژه برای شبیه‌سازی زیستی) -
G4_SUCROSE(قند) -
G4_DNA_PHOSPHORIC_ACID
6. نحوه دسترسی و استفاده از مواد در کد Geant4
در این بخش یک راهنمای عملی برای کاربران قرار دهید.
/ / روش ایده‌آل: استفاده از G4NistManager
#include "G4NistManager.hh"
/ / ...
G4NistManager* nist = G4NistManager::Instance();
/ / دریافت یک ماده از لیست NIST فقط با نام آن
G4Material* water = nist->FindOrBuildMaterial("G4_WATER");
G4Material* air = nist->FindOrBuildMaterial("G4_Air");
G4Material* lead = nist->FindOrBuildMaterial("G4_Pb");
G4Material* concrete = nist->FindOrBuildMaterial("G4_CONCRETE");
/ / اگر ماده‌ای در لیست NIST نباشد، باید به صورت دستی تعریف شود.
/ / (مثلاً با استفاده از G4Element و ترکیب آن‌ها)7. جمع‌بندی و دانلود لیست کامل
در این بخش تأکید کنید که این لیست بر اساس نسخه خاصی از Geant4 (مثلاً 11.1) تهیه شده و ممکن است در نسخه‌های آینده تغییر کند. بهترین منبع برای بررسی آنلاین و به‌روز این لیست، مستندات رسمی Geant4 است.
لینک‌های مفید:
