1 Introduction de nouveaux processus dans Geant4.

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1 1 Introduction de nouveaux processus dans Geant4

2 2 1- Extensions aux basses énergies Processus spécifiques jusqu’à l’échelle de l’eV –À cette échelle les processus physiques dépendent de la structure atomique du matériau. –Limitation à l’eau d’où la nécessitée de nouveau processus.

3 3 Les électrons:

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5 5 Ionisation par des électrons et par des protons (théorie de Born):

6 6 Comparaison des sections efficaces des électrons avec des données expérimentales:

7 7 Transfert de charge pour des protons (modèle semi empirique, Paretzke):

8 8 Pouvoir d’arrêt des protons comparé aux valeurs des rapports ICRU: Test protons: Section efficace d’ionisation pour des protons dans l’eau

9 9 2- Modalités concrètes d’implémentation de nouveaux processus dans Geant4 - Il existe une interface simplifiée prévue pour l’extension des processus dans Geant4. - L’utilisateur peut créer une nouvelle classe qui décrit le processus qu’il veut introduire dans le code. - Cette classe hérite de l’interface des processus suivant sont type d’action (collisions élastiques hérite de « G4VDiscreteProcess »).

10 10 3-Les types d’interaction On distingue 3 types d’interaction: Les actions « AtRest » décrivant les interactions d’une particule au repos (annihilation, désintégration…). Les actions « AlongStep » décrivant les interactions continues tout le long du parcours d’une particule (Ionisation). Les actions « PostStep » pour décrire les interactions ponctuelles (collisions élastiques…).

11 11 4- Les types de processus -Tout les processus héritent de la classe « G4VProcess ». -Les processus peuvent implémenter un type d’action ou aussi une combinaison de plusieurs types d’actions. Par exemple: La classe « G4VDiscreteProcess » n’est utilisée que pour les actions ponctuelles (PostStep) comme par exemple les collisions élastiques. La classe « G4VContinuousDiscreteProcess » utilisée pour les actions continues et les actions ponctuelles (AlongStep + PostStep) par exemple pour l’ionisation.

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13 13 La classe doit contenir deux fonctions obligatoires: -La fonction « GetMeanFreePath() » où se fait le calcule du libre parcours moyen entre deux interactions successives de la particule (Il est possible aussi d’utiliser des données de sections efficaces préalablement calculées). -La fonction « XXXDoIt() » (PostStepDoIt, AlongStepDoIt,…) dans laquelle sont appliqués tous les changements concernant la particule primaire (Energie, direction,…) et la création des particules secondaires.

14 14 En conclusion Il existe une interface, relativement simple à utiliser, qui permet aux utilisateurs d’ajouter de nouveaux processus physiques à Geant4. Chaque processus est représenté par une classe. Possibilité d’utiliser des sections efficaces sous forme d’expressions analytiques ou aussi sous forme de données enregistrées dans des fichiers (ASCII).