Geant4

Geant4(GEometry ANd Tracking，幾何和跟蹤)是由CERN(歐洲核子研究組織)基於C++面向對象技術開發的蒙特卡羅套用軟體包，用於模擬粒子在物質中輸運的物理過程。相對於MCNP、EGS等商業軟體來說,它的主要優點是原始碼完全開放,用戶可以根據實際需要更改、擴充Geant4程式。

基本介紹

• 中文名：Geant4
• 外文名：GEometry ANd Tracking
• 領域：工程技術

歷史

CERN和KEK（日本高能加速器研究中心）在1993年曾經研究如何在Geant3中使用現代化的計算機技術，後來CERN的探測器研究委員會組織了來自歐洲、俄羅斯、加拿大、日本和美國的幾十個實驗室、高校和研究機構的超過100名科學家和工程師進行合作，基於C++語言，利用面向對象的程式設計技術對已有的模擬程式進行了重新構造。這項工程被稱為RD44，初步研究在1998年12月完成，隨後在1999年2月Geant4建立了起來，並且在不斷的發展和完善過程中得到了用戶的支持和維護。Geant4已經廣泛套用於核物理、核技術、空間物理、醫學研究等領域。

特點

Geant4分為許多模組，分別負責處理幾何跟蹤，探測器回響，運行管理，可視化和用戶界面。對許多物理模擬來說，這意味可以在實現細節上花費較少時間，使得研究者可以立刻著手從事模擬工作中重要的方面。 以下是這些模組所實現功能的總結：

• 幾何是對實驗的物理布局的定義，包括探測器，吸收體的形狀、大小、材料等；
  
• 跟蹤通過追蹤粒子穿過介質時發生的物理過程（碰撞、反應、吸收等），確定粒子的路徑和狀態；
  
• 探測器回響記錄到達探測器的粒子的信息，預測真實探測器將會做出何種反應；
  
• 運行管理記錄每一次運行（由一系列事件組成）中的信息，在多次運行之間可以對運行參數進行設定；
  
• Geant4提供包括OpenGL在內的一系列可視化接口，以及基於Tcsh的互動界面。
  

套用

由於具有良好的通用性和擴展能力，Geant4在涉及微觀粒子與物質相互作用的諸多領域獲得了廣泛套用。

• 空間套用，用於模擬太空環境中宇宙射線對飛行器設備的損害；
  
• 微電子學，研究電離作用對微電子器件的影響；
  
• 輻射醫學，模擬放射線對生物體組織的各種效應。