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1、一. EGS4相关问题如何安装EGS4程序安装EGS4程序很烦琐，但如果顺利也很简单，关键是出错时不能着急，要耐心单步执行批处理文件，找到问题的所在，并试着改看结果和出错信息。因为EGS4默认的时Lahey Fortran编译器，所以最好安装Lahey Fortran。如果时Microsoft Fortran需要将machine.mac用Microsft.mac文件替换，解开的文件中有Microsft.mac。但最好是Lahey Fortran编译器，以免麻烦。安装步骤如下1. 首先在DOS下安装Lahey Fortran，并按照默认值修改AUTOEXEC.BAT和CONFIG.SYS。这些你
2、可以不管，只要默认安装Lahey Fortran的建议就行了。2.阅读Readme按照要求去做3.使用命令EGS4arc -d解开EGS4arc4.阅读Steps4.1修改EGS4ENV.BAT。主要是修改EGS_HOUSE,FORTRAN_PATH,LINK_PATH，改后部分如下：原：rem if %HEN_HOUSE%NULL=NULL set HEN_HOUSE=c:HENHOUSE改为：if %HEN_HOUSE%NULL=NULL set HEN_HOUSE=e:pcegs(自己的安装路径)原：rem set Fortran_Path=c:f77l3bin原：rem set Lin
3、k_Path=c:f77l3bin改为：set Fortran_Path=e:f77l3bin(自己的安装路径)改为：set Link_Path=e:f77l3bin(自己的安装路径)*并将文件后的EXIT前加上REM，否则在WINDOWS下执行后将跳出DOS。*5.建立了USER目录，将TUTOR1.MOR拷到该目录下，并将machine.mac和 myconf.bat拷到该目录下，并最好编一个DO.BAT设置目录，放到根目录下。我的DO.BAT如下：SET PATH=E:F77L3BIN;C:DOS;e:pcegs;e:pcegsegs4;e:pcegspegs4;e:pcegspcegs
4、mortran3;e:pcegsuser; cd pcegsuser，并设置WINDOWS的DOS快捷方式属性中命令一行为C：WINDOWS /E：1024这样可以多存储路径变量。6.先运行DO.BAT，并转到MORTRAN3目录下利用MAKEMOR3.BAT生成MORTRAN3.EXE，如果正确将生成MORTRAN3.EXE。7.利用RAWTOHEX.BAT生成MORTRAN3.DAT,并删去头一行非十六进制的代码，见STEPS提示。如果正确将生成MORTRAN3.DAT。8.利用MAKEPEGS.BAT生成PEGS4.EXE，如果正确将生成PEGS4.EXE9.如果上面出错,可检查第4步是
5、否正确。如果上面正确，下面将调试TUTOR*.MOR。10.将DO.BAT文件执行，把EGS4TUTOR目录下的TUTOR1.MOR拷贝到USER目录下，在USER下利用MF TUTOR1命令调试执行TUTOR1。编写一个NULL.INP文件，即：用EDIT建立一个空文件，存为NULL.INP，并将.pegs4hi.dat拷到USER目录下。利用EX TUTOR1 NULL HI运行TUTOR1文件，看生成的TUTOR1.LOG文件结果是否正确。11.看TUTOR27、XYZDOS、DOSRZ、INHOM文件的例子编写自己得程序，并看运行是否正确，Now, you can Enjoy it!注
6、：单步执行COMMAND /Y /C *.BAT *.MOR可以单步调试*.bat我的文件目录结构如下：EGS4使用手册一使用者与EGS沟通方法通过子程序：HATCH-建立媒质数据SHOWER-初始化cascadeHOWFAR-描述几何特征AUSGAB-记录并输出结果COMMON块：可以使用变量值宏定义：重新定义或预定义特征二COMMON块可以通过COMIN宏访问COMMON块中变量，例如：;COMIN/STACK，BOUNDS/;COMMON块变量功能描述BOUNDSECUT带电粒子截止能量，单位：MeVPCUT光子截止能量，单位：MeVVACDST真空中传输距离，默认值为108EPCONT
7、EDEP能量沉积，单位MeV，双精度TSTEP到下一个作用处的距离，单位：cmTUSTEP需要的总步长（曲线）USTEP用户定义或需要的步长（直线）TVSTEP真实传输的总步长（曲线）VSTEP真实传输步长（直线）IDISC用户要求被传输粒子抛弃的标志。（在HOWFAR 中设置）IDISC0表示用户要求立即抛弃；IDISC0的情况如前面表所示，DUNIT0，则称为在x=xi条件下随机变量y的条件分布律。2抽样方法EGS4使用的抽样方法是一种称为“composition”和“rejection”的技术。假设f和fi为概率密度函数，a i是正实数，gi (x)e 0,1，我们如下抽样：选取x 1和
8、i ,使得下式成立通过解下式，从fi(x)选取x选择x 3，使之满足下式，并接受 x否则，返回到步骤1上面方法得到的将具有的概率密度如下：通过上面抽样方法，我们可以很容易地从已知的f中抽取fi，并且可以很容易得到gi。如果gi = 1，则为纯的“composition”方法，如果n=1则为“rejection”方法，否则为“mixed”方法。有时也可以利用这种“mixed”方法抽样fi。粒子传输理论和模拟实现方法给定了粒子的平均自由程l ，总反应截面s t,或者给定宏观反应截面S t，则有如下等式：Na为阿佛加得罗常数r 为密度M为分子重量s t,为平均每个分子的总反应截面反应概率为一般地，当
9、粒子从一个介质移动到另一个介质，或粒子损失了能量，平均自由程将改变。此时平均自由程数目为：设为从给定点到下一次反应的平均自由成数，且为随机变量，则具有如下分布：如果选取x e (0,1)，可以通过下式抽样理论应用于光子传输对于光子的反应有光电效应、对产生和康普顿散射，并且每个过程都有自己的反应截面，而且不能忽略任何一个过程。这就意味着在两次反应之间光子以固定能量沿直线运动。如果空间由有限数量的区域组成，并且每个区域内媒质是一致的，则有下式成立：xe (xi-1,xi)。模拟过程如下：利用公式抽取下一区域的平均自由程l ，然后按照下面步骤进行：计算当前位置的l 令计算沿光子方向传输到最近边界的距
10、离d令t2=min(t1,d)，并以t2传输从中减去t2/l ,如果结果等于0(例如：t1=t2)，跳出循环这一步在t2=d时达到，表明到达边界，做好标记。如果新的区域是不同的媒质，转到步骤1，否则转到步骤2如果为真空，则有专门的代码处理参考文献Walter R.Nelson ,Hideo Hirayama and David W.O.Rogers, ”THE EGS4 CODE SYSTEM” , SLAC-Report-265, December 1985如何定义HOWFAR的几何形状概述EGS4系统要求用户写MAIN,SUBROUTINE HOWFAR和SUBROUTINE AUSGAB
11、或者其它辅助程序来解决用户自己的问题。其中MAIN程序中有两个必须调用的子程序来为HOWFAR和AUSGAB服务。这两个子程序为HATCH和SHOWER。CALL HATCH：获得由PEGS4生成的各种媒质材料的数据。CALL SHOWER：实际模拟随即粒子的传输。子程序AUSGAB和HOWFAR用来处理SHOWER得到的结果。其中AUSGAB用来记录你所要的结果。最简单的写法是你什么也不处理。则：SUBROUTINE AUSGAB（IARG）RETURN；END；HOWFAR子程序用来提供你定义的几何形状的本质，即：当到达某一地方时让粒子如何动作。最简单的HOWFAR是同一无限媒质。则：SU
12、BROUTINE HOWFARRETURN；END；复杂的几何形状是由简单的形状构成的，所以EGS4定义了基本几何形状的宏，通过调用这些宏来处理复杂的几何形状。这些基本宏如下：系统自带的宏SUBROUTINE调用形式与参数说明功能需包含的公共块PLANE1$PLANE1(NPLAN,ISIDE,IHIT,TVAL);NPLAN:要检验平面的ID号。ISIDE：1 粒子朝向平面，-1 粒子背离平面IHIT：1 粒子与平面相碰，2 粒子平行平面，0 粒子离开平面。TVAL：如果 IHIT=1，等于到平面的距离。决定粒子是否碰到一平面，回归参数TPLN。COMIN/PLADTAPLAN2P$PLAN
13、2P（IPLAN1，IRGN1，1，IPLAN2，IRGN2，-1）；IPLAN1：粒子朝向的平面ID号。IRGN1：如果粒子穿过IPLAN1，进入区域ID号。1：表示朝向IPLAN1运动。IPLAN2：粒子如果反射将被检验的平面ID号。IRGN2：如果粒子穿过IPLAN2，进入区域的ID号。-1：表示粒子背离ILAN1。决定粒子在两平行平面之间传输时是否碰到平面，相当于调用PLANE1两次。COMIN/PLADTAPLAN2X$PLAN2X（IPLAN1，IRGN1，1，IPLAN2，IRGN2，-1）；参数说明同PLAN2P，只是两平面相交。同PLAN2P，只是两平面的关系为相交平面。CO
14、MIN/PLADTACYLNDR$CYLNDR(ICYL,ISIDE,IHIT,TCYL);参数说明与PLANE1对应。决定粒子是否碰到圆柱面，回归参数TCYL。COMIN/CYLDTA，STACKCYL2$CYL2(NCY1，NRG1，NCY2，NRG2）；参数说明同PLAN2P对应，粒子必须在NCY1代表的圆柱之外，在NCY2代表的圆柱之内。决定粒子在两同轴圆柱间传输时是否碰到圆柱表面。COMIN/CYLDTA，STACKCONE$CONE(ICONE,ISIDE,IHIT,TCONE);参数说明同PLANE1对应。决定粒子是否碰到圆锥面，回归参数TCON。COMIN/CONDTA，STA
15、CKCON2和CON21$CON2(NCON1,NRG1,NCON2,NRG2);$CON21(NCON1,NRG1,NCON2,NRG2);参数说明同CYL2对应。CON2用于粒子在其中一个圆锥之内，CON21用于粒子在两圆锥之外。决定粒子在两同轴圆锥之间传输时是否碰到圆锥表面。COMIN/CONDTA，STACKSPHERE$SPHERE(ISPH,ISIDE,IHIT,TSPH);参数说明同PLANE1对应。决定粒子是否碰到球表面，回归参数TSPH。COMIN/SPHDTA，STACKSPH2$SPH2(NSPH1,NRG1,NSPH2,NRG2);参数说明同CYL2对应。决定粒子在两同
16、心球之间传输时是否碰到球表面。COMIN/SPHDTA，STACKCHGTR$CHGTR（STRING1，STRING2）；STRING1：将要代替USTEP的值。（TPLN，TCYL，TCON，TSPH）STRING2：粒子将要区域的ID号。当USTEP大于传输距（TPLN，TCYL，TCON，TSPH）时，改变USTEP，IRNEW。COMIN/EPCONTFINVAL$FINVAL(DIST,XCOORD,YCOORD,ZCOORD);DIST：被传输的距离。XCOORD：传输后X轴坐标。YCOORD：传输后Y轴坐标。ZCOORD：传输后Z轴坐标。决定粒子与给定表面碰撞点的坐标。COMI
17、N/STACK几个应用的实际例子平面圆柱面圆锥面球面PLANE和PLAN2PCYLNDRCONESPHEREPLAN2XCYL2CON2和CON21SPH2FINVAL二. PEGS4相关问题如何写*.inp文件*.inp文件的编写包括三中类型-单质、化合物、混合物。并且有不同的选项来控制生成的数据。写法分别如下所示：1. 单质:具有默认值的铁的*.inp文件写法列数123456789112345678921234567893123456789412.等ELEM表示此物质为单质&INP &END注意:&INP必须从第2列开始写IRON FE铁,元素符号为FE,用户给媒质定义的名字,必须与在EG
18、S4主程序中的媒质名称一致FE具有由用户定义原子密度和重量的单质(氦3)的*.inp文件写法ELEM表示此物质为单质&INP RHO=1.E-2,WA(1)=3 &ENDRHO值表示物质的密度,若为气体则RHO表示在标准大气压下物质的密度,WA数组表示元素重量HELIUM-3 HEHE2. 化合物:COMP表示此物质为化合物&INP NE=2，RHO=1.0,PZ(1)=2,PZ(2)=1,GASP=0/NE值表示此化合物中有两种元素RHO值表示物质的密度,若为气体则RHO表示在标准大气压下物质的密度PZ数组表示在此化合物中各元素的相对含量,物质为固体或液体时,GASP值为0,否则为气体的气压H2O用户给媒质定义的名字,必须与在EGS4主程序中的媒质名称一致H