申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2022-03-31

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN114861510B

主分类号：G06F30/25

分类号：G06F30/25;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.08.23#实质审查的生效;2022.08.05#公开

摘要：本发明公开了一种基于Geant4的粒子全方向能谱入射方法，步骤如下：通过对球面源的均匀抽样和射线方向判定函数，确定全方向入射源的位置和方向分布；通过对需要模拟空间轨道粒子能谱的概率分布函数因变量进行均匀抽样，再映射到对应的能谱值，确定源的能量分布；通过每个粒子输运过程的step位置信息，判断当前粒子是否打到样品上，确定有效粒子数。本方法基于Geant4实现了粒子的全方向能谱入射模拟，为开展空地辐射环境差异研究提供理论支撑。

主权项：1.一种基于Geant4的粒子全方向能谱入射方法，其特征在于：通过对球面源的均匀抽样和射线方向判定函数，确定全方向入射源的位置和方向分布；通过对需要模拟空间轨道粒子能谱的概率分布函数因变量进行均匀抽样，再映射到对应的能谱值，确定源的能量分布；通过每个粒子输运过程的step位置信息，判断当前粒子是否打到样品上，确定有效粒子数；最终完成对粒子全方向能谱入射的建模，为开展空地辐射环境差异研究提供理论支撑；包括以下步骤：步骤1：在Geant4源项模块中构建粒子全方向能谱入射源项模型，包括源项的位置信息、方向信息和能量信息；详细步骤如下：步骤1-1：全方向入射的源项为球面源，通过Geant4提供的均匀分布随机变量和球的极坐标方程构建一球面，下面称为球1，并确定源的位置；具体方法为：θ1＝π×G4UniformRand Z1＝R1×cosθtG4UniformRand为Geant4提供的标准均匀分布的随机变量，R1,θ1,φ1为球1的极坐标，x1,y1,z1为球1的直角坐标；球1的中心放置探测器模型，球1需要能够包含探测器模型且球半径尽可能小；确定源的位置为x1,y1,z1；步骤1-2：通过Geant4提供的均匀分布随机变量和球的极坐标方程构建辅助球面，下面称为球2，通过球2和方向判定函数确定源的方向；具体方法为：θ22＝π×G4UniformRand z22＝R22×cosθ22x2＝x1+x22，y2＝y1+y2，z2＝z1+z22fR1，x1，x2，y1，y2，z1，z2＝R12-x1x2+y1y2+z1z2R2，θ22，φ22为球2的相对极坐标，x22，y22，z22为球2的相对直角坐标，x2，y2，z2为球2的绝对直角坐标，f为方向判定函数；球2半径可任取；当f≥0，源的方向由x1，y1，z1指向x2，y2，z2，当f＜0，源的方向由x2，y2，z2指向x1，y1，z1；步骤1-3：由G4UniformRand实现0～1的均匀抽样，确定需要模拟空间轨道粒子能谱的概率分布函数，并通过对概率分布函数的因变量均匀抽样，再映射到对应的能谱值，从而确定源的能量；步骤2：在Geant4提供的数据统计模块SteppingAction、EventAction和RunAction中，通过Geant4提供的粒子当前step所在的几何体判断函数，判定当前粒子是否打到样品上，确定有效粒子数，若是，在EventAction对粒子计数置1，否则置0，并将结果累加计入到RunAction中。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 一种基于Geant4的粒子全方向能谱入射方法

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