Geant4 Geant4仿真工具包的功能是什么

Geant4仿真工具包及其低能电磁物理包

Geant4是一个通用的蒙特卡罗工具包，用于模拟粒子和物质之间的相互作用。Geant4的物理能力可以处理电磁和强子相互作用。通过补充和替换物理模型，我们可以解决各种医学物理应用：从常规放射治疗到近距离放射治疗，从强子治疗到BNCT。

Geant4低能电磁包为电磁过程提供了多种模型，可以扩展到低能和能量损失的精确定义。低能电子和光子过程涵盖100 GeV至250 eV的能量范围：它们包括光电效应、康普顿散射、瑞利效应、轫致辐射、电离、荧光发射、俄歇效应、光子转换和偏振效应。

根据能量范围和粒子电荷，强子电离和离子电离提供了不同的模型。在高能区(e > 2mev)，以贝特-布洛赫公式为主。模型(质子“1 kev”)自由电子气体模型应用于低能区。在中等能量范围内，采用了基于齐格勒和ICRU实验数据的参数模型。还考虑了材料的分子结构和核效应的改变。

最后但并非最不重要的一点是，Geant4应用了广泛的质量保证方法，其透明度通过其开源分发和全球用户社区的独立验证而暴露出来，这在非常敏感的医疗领域非常重要。

附加读数：

EGS使用Mortran语言，及其适用范围：它是一个通用的程序包，用于用蒙特卡罗方法模拟任意几何形状下能量从几千电子伏到几千电子伏的电子-光子簇射过程。特点：采用开放式结构，要求用户编写自己的用户程序，完成源粒子特征的定义、几何关系的处理、结果的记录和调用EGS系统的核心程序。

MCNP使用Fortran语言，应用范围：可以计算中子、光子和电子的联合输运问题和临界问题，中子能量在10-11mv到20MeV之间，光子和电子能量在1kv到1000MeV之间。特点：程序采用了曲面组合的独特几何结构，并使用了点截面数据，因此程序通用性强，减少方差的技术也多而全。

GEANT4采用C语言，应用范围：Geant4是一款精确模拟颗粒在介质中输运过程的数值计算软件工具包。特点：Geant4基于Linux/Unix操作系统。它的主要优点是源代码完全开放。用户可以根据实际需要改变和扩展Geant4程序，主要用于模拟高能物理现象，可以方便地模拟强相互作用、弱相互作用等高能、超高能物理过程。

编辑：jq