精选命中如何完全由康普顿散射事件组成？

问题描述

我有一个简单的几何形状，它由一块薄的硅板（我的敏感探测器）组成，在其中向我发射511 keV光子的准直光束。 我只想用敏感探测器选择那些康普顿散射一次的光子。

我试图在我的SensitiveDetector.cc（称为SensitiveDetectorCPET03.cc）中放置一个条件，但这样做没有成功。我希望使用G4Step类来告诉我主光子是否被康普顿散射。

我的代码（在SensitiveDetectorCPET03.cc中）尝试应用此条件的部分如下

（HitCPET04.hh是myHit脚本）

G4bool SensitiveDetectorCPET04::ProcessHits(G4SteP* aStep,G4TouchableHistory*){

HitCPET04* newHit = new HitCPET04();

我想访问GetProcessDefinedStep（），因为我觉得这会 告诉我我的主光子和敏感探测器（如果有）之间发生了什么物理过程。因此，我首先介绍这一行代码。

G4StepPoint* postStepPoint = aStep->GetPostStepPoint();

现在，我尝试创建一个称为“进程”的const指针，希望它指向
信息存储在GetProcessDefinedStep（）中，希望可以告诉我是什么过程导致了光子散射。所以我写这段代码

```const G4VProcess *process = postStepPoint->GetProcessDefinedStep();```

如果我能再写一个这样的条件。

if( *process == "compt" ){

        fHitsCollection->insert( newHit );
        // get analysis manager```
        auto analysisManager = G4AnalysisManager::Instance();

        G4double En = KineticEnergy/keV;
        G4double theta = acos( 2- 511.0/En );        
        // fill ntuple
        analysisManager->FillNtupleDColumn(0,KineticEnergy/keV); 
        analysisManager->FillNtupleDColumn(1,theta/deg); 

        analysisManager->AddNtupleRow(0); 
        std::cout << postStepPoint << std::endl;
    }       
return true;

}

那我想我会好起来的，但这行不通。我的编译器向我尖叫

没有运算符“ ==”匹配这些操作数-操作数类型为：const G4VProcess == const char [6]

我不知道如何使用此错误消息来修复我的代码。

我真的是Geant4的新人，所以我很抱歉我的知识很有限。我想如何设置条件，以仅记录康普顿被敏感探测器散射一次的那些光子。

感谢您抽出宝贵的时间阅读我的请求。

最诚挚的问候

彼得

解决方法

借助出色的解释，我已经解决了问题。 https://www.researchgate.net/post/How_to_stop_particles_tracking_in_GEANT4

下面的直方图显示了当我将角度分布与Klein-Nishina理论进行比较时得到的一致性。 （标题应为0.5毫米的Si立方。）

[Klein-Nishina理论与模拟] [1]

（下面是对我的ProccessHits代码的调整+一些解释。我希望这可以对其他人有所帮助。）

G4bool SensitiveDetectorCPET04::ProcessHits(G4Step* aStep,G4TouchableHistory*) { //实例化G4Analysismanager

auto analysisManager = G4AnalysisManager::Instance();

// c.f. https://www.researchgate.net/post/How_to_stop_particles_tracking_in_GEANT4 //在此方法内，您应该从step对象访问轨道：

G4Track *aTrack = aStep->GetTrack();

//然后，如果该过程是，则应该获取轨道的KineticEnergy //“康普顿散射”，如果在下一步中体积保持不变。 //参见下面的代码行：

G4StepPoint* preStepPoint = aStep->GetPreStepPoint();

if (CurrentProcess != 0)
 {

// To implement the next line,one needs to include " #include "G4VProcess.hh" "
// (See SteppingAction.cc in TestEm6)
    
const G4String & StepProcessName = CurrentProcess->GetProcessName();
// Get track ID for current processes

    G4double TrackID = aStep->GetTrack()->GetTrackID();
       if( (StepProcessName == "compt")&&(TrackID==1) ) 
       {

    // processing hit when entering the volume
    G4double kineticEnergy = aStep->GetTrack()->GetKineticEnergy();

    auto EkinUnits = G4BestUnit(kineticEnergy,"Energy");

    // Get energy in units of keV              
    G4double En = kineticEnergy/keV;

    // Determine angle in radians
   G4double thetaRad = std::acos( 2- 511/En );

    // Place condition to reject Compton scattering at 0 rad.
    // (This is to avoid nan results when dividing through by 2pisin(theta))

       if ( (thetaRad > 0) && (thetaRad < pi))
      {
      // fill histogram id = 0 (angular spread (in radians) as a function of scattering angle)        
      analysisManager->FillH1(0,thetaRad); 
// (This produces the data in the above graph) ---> The theoretical curve comes from my root script.

      // fill of histogram id = 1 (angular spread (in radians) as a function of solid angle)
      // c.f. TestEm5 (TrackingAction.cc) and also (corrections at)
      // https://geant4-forum.web.cern.ch/t/physics-validation/2893

      G4double dthetaRad1  = ( analysisManager->GetH1Width(1) );

      G4double unit1   = analysisManager->GetH1Unit(1);

      G4double weight1 = (unit1)/( twopi*std::sin(thetaRad)*dthetaRad1 );

      analysisManager->FillH1(1,thetaRad,weight1); **GRAPH NOT SHOWM**
   
      // get particle name that's undergone the Compton scattering
    
      G4String ParticleName = aStep->GetTrack()->GetParticleDefinition()->GetParticleName();
      
// Find position (c.f. /examples/extended/medical/GammaTherapy) in CheckVolumeSD.cc

      G4ThreeVector pos = aStep->GetPreStepPoint()->GetPosition();

      // G4double x = pos.x();
      // G4double y = pos.y();
      G4double z = pos.z();   

      // Fill NTuples 
      analysisManager->FillNtupleDColumn(0,En/keV); 
      analysisManager->FillNtupleDColumn(1,thetaRad/deg); 
      // analysisManager->FillNtupleDColumn(2,x/um);
      // analysisManager->FillNtupleDColumn(3,y/um);
      analysisManager->FillNtupleDColumn(2,z/um);
      analysisManager->AddNtupleRow(0); 
      // FOR CHECKING
      std::cout << "fromVolume: "                 << fromVolume
                // << "    unit: "                   << unit
                << "    Particle: "               << ParticleName
                << "    Process: "                << StepProcessName
                << "    Energy: "                 << EkinUnits 
                << "    Angle: "                  << thetaRad/degree << " deg." << std::endl;
      //          << "    Scattering site: "        << pos  << std::endl; 
      }
    }
  }
return true;
}

Best
Peter


[1]: https://i.stack.imgur.com/WsKu1.jpg