高能物理实验研究者、医学物理师(放疗/核医学)、辐射探测器开发人员及空间辐射研究者。
掌握基于C++的Geant4应用程序开发框架。
理解探测器几何构建、物理列表选择与事件管理。
能够独立开发用于剂量计算、探测器响应模拟及屏蔽设计的应用程序。
Geant4概述:Geant4的发展历程(CERN开发)及其在HEP、医学、空间等领域的应用;面向对象的架构设计。
C++基础回顾:Geant4所需的C++知识(类、继承、多态、STL);C++在探测器模拟中的编程实践。
几何建模:探测器几何的层次化构建(World, Volume, Placement);布尔操作与逻辑体;CAD几何导入(借助第三方工具)。
材料定义:单质材料与化合物材料的定义;NIST材料数据库的使用;密度与温度参数的设置。
物理列表:电磁物理列表(Standard, Livermore, Penelope);强子物理(QGSP_BERT, FTFP_BERT);光学物理过程。
初级源(Primary Generator):通用粒子源(GPS)的设置;自定义源(能量分布、位置分布、角度分布)的编程。
敏感探测器与数据记录:敏感探测器(Sensitive Detector)的创建;击中(Hit)与数字化(Digitization)过程;数据输出(ROOT, CSV)。
用户接口与可视化:宏文件(Macro)与命令行交互;可视化驱动(OpenGL, HepRApp);场景的交互控制。
高级几何与导航:参数化几何(Parameterized Volume);重复结构(Replica, Division);几何导航与追踪优化。
生物医学应用:Geant4-DNA微纳剂量学;质子/重离子治疗的剂量计算;放射免疫分析的模拟。
方差缩减与并行计算:重要度采样;几何分裂;多线程(MT)并行模式。
综合实战项目:基于Geant4的闪烁体探测器响应模拟及能量分辨率分析。