GPS放射源旋轉角度解釋及源抽樣測試程序分享

2021-02-15 Geant4模擬學習交流

分享的源程序請點擊左下角的閱讀原文,提取密碼在文末。

GeneralParticleSource為通用粒子源,在Geant4可以通過宏文件來做複雜的放射源抽樣,最近幫人模擬伽馬刀(不懂的自行搜索什麼是伽馬刀),需要做多源抽樣且放射源的角度需要偏轉,查看手冊《BookForApplicationDevelopers.pdf》的第28頁,如下圖:

這個rot1和rot2的旋轉角度說的很玄乎,也可能是我的數學不好,空間思維不夠,沒能理解。在進行大量的搜索以後,發現在全世界的相關網站上也沒找到這兩個參數的具體解釋或者示意圖,最後我就打算自己寫個程序來測試一下rot1和rot2的具體含義。

測試程序部分

第一步

    首先需要擁有一個可以運行GPS的程序,這個程序在以前的文章中講了如何修改,這裡就不贅述了,詳細可以參見:

GPS(通用粒子源)多個源設置及資料分享

第二步

    擁有可以運行GPS的程序之後,我們需要對放射源發射的初始位置進行統計,找到G4GeneralParticleSource.hh文件,查看裡面定義的函數。

如圖所示GetParticlePostition函數,通過這個函數可以看出GPS可以對初始粒子的位置進行統計的,當然裡面還有其他函數,可以統計諸如:粒子運動方向,能量、電性等等,有興趣的可以自己研究一下。

第三步

    在程序中增加獲取粒子初始位置的代碼,並將位置數據保存到文件中,假設已經改好了可以運行GPS的程序,如果不熟練,原文連結中的百度分享裡面提供了測試程序。

修改方法如下圖,加入紅色方框中的代碼,代碼比較簡單,不贅述了,直接將三個坐標輸出到position.txt中。

註:需要在開頭加上 #include 以及 #include 「G4ThreeVector.hh」

測試過程部分

數據分析使用matlab,程序見原文連結中百度雲盤分享。

GPS(通用粒子源)多個源設置及資料分享 中的

ex14.pdf這個例子中內容,如下圖所示

紅色框中箭頭注釋的數字為 -0.57735,隨便一看就知道,這是-√3/3(負號三分之根號3)。所以推測這個應該是與正切相關,但到底是哪兩個邊的正切值,不得而知。所以就進行大量測試及畫圖,簡單說明

Source X-Y distribution即沿著Z軸正方向,向Z軸負方向看,抽樣圓柱型體源在XOY面上的投影,其他兩個同理

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

說明及結論:

使用的放射源為圓柱形體源,半徑為5mm,半高為5mm,中心位於原點,各項同性發射,為了方便說明,定義rot1 Var1 Var2 Var3

1、圖1為手冊中默認的rot1坐標。

2、由圖2、圖3、圖4可知,rot1的偏轉角度為Var3/var1的反正切值。且此角度從X正方向開始,在XOZ面內沿著逆時針方向增大。

3、圖5、圖4驗證確定旋轉角為Var3/Var1反正切值。

下面繪圖解釋:

注意橫軸坐標為X軸

對於rot1 Var1 Var2 Var3,arctan(Var3/Var1) = θ

####################################################################################################################注意橫軸坐標為Y

按說明書上:

rot2的初始坐標為 0 .,1.,0.

經過對rot2的大量測試,過程與過程圖略過,結論為

rot2的偏轉角度為Var3/var2的反正切值。且此角度從Y正方向開始,在YOZ面內沿著逆時針方向增大。

對於rot2 Var1 Var2 Var3,arctan(Var3/Var2) = φ

大量測試見附件圖片,測試圖片中為了方便查看,有的更改了體源的尺寸,有興趣可以自己測試。測試程序使用宏文件運行,宏文件為runuser.mac

提取碼:6do1 

相關焦點

  • 上海放射源離奇丟失無下落 放射源隱患讓人懸心
    據上海市環境保護局副局長嚴舜鈞介紹,與許多市民的想像不同,放射源的使用其實相當普遍,比如醫院治療、工業探傷、測厚測料等工作,都會用到帶有放射源的裝置和設備。用源分散以及用源領域廣泛,為放射源的管理安全留下了一定隱患。據了解,上海目前約有1200家使用放射源的單位,佔到全國用源單位的八分之一左右,其中使用密封性和開放性放射源的單位約300家,另有約900家單位使用射線裝置。
  • 南京放射源丟失引關注 河南環保廳排查放射源
    為汲取南京放射源丟失的教訓,13日,省環保廳下發通知,要求各級環保部門高度重視,迅速行動,針對轄區內的實際情況,全面開展放射源安全專項檢查,特別是對高風險放射源的重點檢查。  昨日,省環保廳又兵分五路,都由處級以上領導帶隊,督查鄭州、開封、洛陽、三門峽、新鄉的二類及以上放射源使用情況。
  • 專家解讀南京放射源丟失:放射源使用,慎而不懼—新聞—科學網
    不過,人們不必過分擔憂,放射源的危害也不是那麼容易產生的。 放射性物質不等於放射源 此次丟失的銥-192被稱為是放射源,那麼它與人們通常理解的放射性物質是什麼關係? 北京大學物理學院副教授郭秋菊向《中國科學報》記者解釋,放射性物質與放射源並不是一個概念。放射性物質是指在自然界中能向外輻射能量,發出射線的物質。
  • 放射源使用,慎而不懼
    不過,人們不必過分擔憂,放射源的危害也不是那麼容易產生的。   放射性物質不等於放射源   此次丟失的銥-192被稱為是放射源,那麼它與人們通常理解的放射性物質是什麼關係?   北京大學物理學院副教授郭秋菊向《中國科學報》記者解釋,放射性物質與放射源並不是一個概念。放射性物質是指在自然界中能向外輻射能量,發出射線的物質。
  • 放射源!你在寧夏還好嗎?
    外牆上8個醒目的黃色大字令人生畏:射源危險,嚴禁靠近! 「這就是安全保管放射源的庫房!」工作人員介紹,放射源雖然對人的殺傷力很強,但世間一物剋一物,自身密度很大的鉛,就能阻擋放射源的輻射,庫房就是由純鉛打造的鉛房。純鉛庫房每面牆厚約10釐米,放射源放在裡面安全可靠,不會對外界產生影響。 工業探傷機中的核心部件就是一個放射源。
  • 江蘇放射源突破八千
    《金陵晚報》消息記者日前從省輻射環境管理站了解到,截至2006年6月底,我省已有「涉源」單位999家,放射源8071枚
  • 南京四天找回丟失放射源
    前晚,有網友在微博發圖稱,南京某單位丟失一枚放射源。昨日上午,南京環保局證實一家公司在南京市六合區丟失放射源銥-192一枚,下午該放射源被找到挖出,放入安全箱。目前,暫未發現人員受輻射損傷。
  • 每個放射源都有「身份證」
    從「出生」到「死亡」的註銷,每一枚放射源全程信息化監管。放射源生產單位全部由環保部直接管理,而對使用單位則有許可證管理制度。使用單位想要購買放射源,必須經過環境影響評價,申請到輻射安全許可證後方可辦理購買手續。如果要轉移、轉讓放射源,也必須到相關部門備案審批。運輸放射源有專用車輛,時速不得超過80公裡/小時。運輸方案必須經過環保部審批,車輛沿線經過的各省環保部門都會接到相關通知,做好相關應急備勤。
  • 資料:放射源分為五類
    據估計,目前我國放射源總數至少在8萬枚以上,其中有相當比例的放射源依然沒有得到有效控制,平均每年要發生事故30餘起。我國核設施至今尚未發生過急性輻射致死事故,但已有9人因受到放射源照射急性死亡。目前在國際上,放射源致人員急性死亡也遠高於核設施。
  • 遇到放射源該咋做?來這兒看看
    吸取南京丟失放射源教訓 昨日,省環保廳全面排查放射源  目前,全省有放射源近7000枚,監管任務量在全國排前十位  遇到放射源該咋做?  為汲取南京放射源丟失的教訓,13日,省環保廳下發通知,要求各級環保部門高度重視,迅速行動,針對轄區內的實際情況,全面開展放射源安全專項檢查,特別是對高風險放射源的重點檢查。  昨日,省環保廳又兵分五路,都由處級以上領導帶隊,督查鄭州、開封、洛陽、三門峽、新鄉的二類及以上放射源使用情況。
  • 南京放射源丟失事件續:丟失地不會受到汙染
    丟失事件9日凌晨上報環保局  據南京市環境保護局通報,7日早上4點,天津宏迪檢測公司在南京中石化五公司預製場,使用一枚銥-192(2類放射源)作業完畢,收源時發生機械故障。現場工作人員以為源已回收,攜設備回公司。當8日晚上7點請維修人員維修時,發現內部沒有放射源,當晚23:00報案,9日凌晨1點報南京市環保局。
  • 長沙安全處理兩枚放射源 未造成人員傷害和二次汙染
    紅網長沙8月21日訊(滾動新聞記者 譚旭燕)8月20日,記者從省環保廳獲悉,湖南省輻射環境監督站和雨花區環保局近日共同安全處理了兩枚銫-137放射源,沒有造成人員傷害和二次汙染。
  • 環保部回應南京丟失放射源事件:將開展專項檢查
    為杜絕此類事故再次發生,環保部決定在全國範圍開展一次以高風險放射源為重點的緊急專項檢查。  通知要求,各省(區、市)環境保護廳(局)要在2014年7月1日前,按照《關於γ射線探傷裝置的輻射安全要求》(環發〔2007〕8號)和《γ射線探傷場所監督檢查技術程序》(環核輻函〔2012〕17號),針對行政區內的γ射線探傷單位,認真開展輻射安全專項檢查。
  • 南京放射源丟失3天後找回 有人接觸後丟棄
    他接受新京報記者電話採訪時表示,發生丟失放射源事故後,首先要保障放射源的安全,通過儀器測量相關區域,縮小範圍,最終確定的放射源的地點,是2平米左右的草叢,草很深,而放射源很小,直徑8毫米,長度15釐米,像項鍊。因為放射源是裸露的,人不能長時間近距離靠近,因此採取了多種防護措施。
  • 衛生部規範放射衛生工作放射源須全程監管
    衛生部規範放射衛生工作放射源須全程監管 2002年8月19日08:07  法制日報   本報訊(記者杜海嵐)記者日前從衛生部獲悉,為規範放射衛生工作
  • 專家:江蘇發生的遺失放射源事件數量並不多
    中新網南京5月10日電 (記者 朱曉穎)針對南京一企業丟失放射源一事,南京理工大學環境與生物工程學院輻射防護與環境保護系主任唐雙凌10日在接受採訪時表示,江蘇省發生的遺失放射源事件數量並不多,有時一年發生一、兩起丟失三類放射源事件。
  • 南京丟失放射源已找到放射源有什麼危害?
    川北在線核心提示:原標題:南京丟失放射源已找回 尚未發現人員受傷 來源:新快報 據南京市環境保護局官方微博南京環保消息,2014年5月7日,天津宏迪工程檢測發展有限公司在位於南京浦六北路188號的中石化第五建設有限公司院內進行探傷作業期間,丟失用於探傷的放射源銥-192一枚。
  • 放射源「失而復得」不應是事件的結束
    經過尋找和突擊行動,10日17時30分左右,這枚放射源銥—192被安全放入鉛罐。(5月11日《人民日報》)  對於銥-192這种放射源,很多人或許很陌生。國家環保部核與輻射安全中心副總工程師周啟甫表示,南京方面丟失的銥-192用於工業探傷,是5個月前新買的,根據目前的活度,環保部門將之判定為二類高危險源。人體被這种放射源照射後,可能引發癌變,還有可能對遺傳產生影響。
  • 放射源出沒請注意,看到不要亂撿
    例如,發射氡的物質是存在於環境中的源,γ輻照消毒裝置是食品輻照保鮮實踐中的源,醫療Χ射線機是放射診斷實踐中的源,核電廠是核動力發電實踐中的源。 放射源是輻射源中一類源的稱謂。放射源由放射性同位素加工封裝而成。放射性同位素被嚴格地密封以避免其與環境的直接接觸,所要利用的是密封於源中的同位素髮射的粒子或光子。
  • 南京丟失放射源「回籠」 後續將調查事因並追責
    南京環保微博圖片  一枚丟失的僅有黃豆大小的放射源,昨天牽動了許多南京人的心。這枚7日天津某公司在南京丟失的放射源銥-192在昨天下午終於被專業人員搜尋到,並安全回收放入鉛罐,帶回實驗室。南京市環境保護局官方微博也證實,已經成功將丟失的放射源找出,目前未發現有人員受到輻射損傷。