EGS4培训.doc

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Steps 4.1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 Link_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:pcegspcegsmortran3;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：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108EPCONTEDEP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）IDISC>0表示用户要求立即抛弃；IDISC<0表示用户要求完成传输后抛弃；IDISC=0（默认值）表示用户没有要求抛弃。IROLD前一区域的索引IRNEW新区域的索引RHOF密度修正值，默认值为1EOLD带电粒子在头步的总能量，单位MeVENEW带电粒子在末步的总能量，单位MeVBETA2当前粒子的BETA方IAUSFLCall AUSGAB时开变量的标志矩阵EKE带电粒子动能，单位MeVELKEEKE的自然对数GLE光子能量的自然对数TSCAT见SLAC-265公式2.14.82MEDIANMED使用的媒质数，默认值为1MEDIA含媒质名的矩阵，默认值为NaIIRAYLM开（=1）在各种媒质中瑞雷散射的标志矩阵。在HATCH中以IRAYLR为值进行设置。RLC包含媒质中辐射长度的矩阵，单位：cmRLDU包含媒质中辐射长度的矩阵，单位由DUNIT设置。RHO包含媒质密度的矩阵，单位：g/cm3MISCMED包含每一区域媒质索引的矩阵DUNIT要使用距离单位。DUNIT=1（默认）表示距离单位为cm，DUNIT=2.54表示单位为英寸。KMPIFORTRAN单位数，默认值为12，通过它读媒质数据。KMPOFORTRAN单位数，默认值为8，可禁止媒质数据输出。RHOR包含每个区域媒质密度的矩阵，单位：g/cm3，如果与该区域媒质密度默认值不同，则交接面与停止功率按比例分配，（密度效应除外）。NOSCAT多散射次数，在MSCAT子程序中忽略，在块数据默认值为0。IRAYLR开（=1）在各区域中瑞利散射的标志矩阵，默认值为0。RANDOMIXX随机数产生种子，默认值为123456789STACK该块包含当前shower中粒子信息，除NP外，都为矩阵。E总能量（双精度）单位：MeVX，Y，Z粒子位置坐标，单位由DUNIT定义U，V，W粒子方向余弦（不必归一化）DNEAR从当前坐标到离当前区域的最近交接面最小距离WT当前粒子统计权重，默认值为1。IQ粒子电荷数（+1，0，-1）IR当前区域粒子索引NP堆栈指针（例如：当前正被指向的粒子），也为堆栈中的粒子数。THRESHRMT2电子静止能的两倍。单位：MeVRMSQ电子静止能平方。单位：MeV2AP包含PEGS在每个区域中光子最低截止能量的矩阵，单位：MeVUP包含PEGS在每个区域中光子最高截止能量的矩阵，单位：MeVAE包含PEGS在每个区域中带电粒子最低截止能量的矩阵，单位：MeVUE包含PEGS在每个区域中带电粒子最高截止能量的矩阵，单位：MeVTE与AE相同，但总能中不包含动能。THMOLL包含每个介质MOLLER阈能的矩阵。（THMOLL=AE+TE），单位：MeVUPHIOTTHETA碰撞散射角（polar）SINTHETHETA的正弦COSTHETHETA的余弦SINPHIPHI（碰撞散射方位角）的正弦COSPHIPHI的余弦PI3.1415926535.TWOPIPI的两倍USEFULMEDIUM当前介质的索引，对于真空MEDIUM=0MEDOLD前一介质的索引RM电子静止质量能量，单位MeVPRM电子静止质量能量的“精确值”（双精度）PRMT2电子静止质量能量的“精确值”（双精度）的两倍IBLOBE标志，表示光电反应（yes=1）后光子低于约束能（EBINDA）操作步骤（main程序）步骤一:定义用户可以忽略的宏矩阵尺寸$MXMED:媒质最大数(默认值为10)$MXREG :区域最大数(默认值为2000)改变默认值可利用语句:REPLACE $MXREG WITH new value伪随机数产生RNUMBR为随机数变量,由如下语句定义:$RANDOMSET RNUMBR;通过语句修改随机数产生:REPLACE $RANDOMSET#; WITH 递推公式;P1=种子;但是要包含声明：COMMON/RANDOM/；正弦和余弦为加快计算速度，正弦产生是通过查表取值。可通过下列语句恢复常规方法：REPLACE $EVALUATE#USING SIN(#);WITH P1=SIN(P2);REPLACE $SET INTERVAL#, SINC; WITH ;带电粒子数传输用户自己可以定义带电粒子传输方式，通过下列语句：REPLACE $CHARGED-TRANSPORT; WITH CALL MYTRAN其中MYTRAN为用户自己定义的子程序。默认的粒子传输方式已经在子程序ELECTR中定义。用户也可以定义电子传输步尺寸。默认电子传输是随机的，用户可以修改为自定义。REPLACE $TMXS-OVER-RIDE;WITH ; IF (E(NP) .GT . 5.0) TMXS=0.01*RLDU(MEDIUM);ELSE TMXS=0.001*RLDU(MEDIM);宏 REPLACE $TMXS-OVER-RIDE;WITH TP=1.335E-3*KEK*2*RLDU(MEDIUM);TMXS=AMIN1(TMXS,TP);可用来限制步长修正。完全不用步长修正可使用下列语句：REPLACE $SET-USTEP; WITH USTEP=TUSTEP;REPLACE$SET-TVSTEP; WITH TVSTEP=VSTEP;宏：REPLACE $TMXS-OVER-RIDE;WITH TP=200.0*TEFF0(MEDIUM);TMXS=AMIN1(TMXS,TP);限制步尺寸。步骤二:在call hatch 前的初始化NMED棗默认值为1，通过初始化可以定义介质数。MEDIA棗包含媒质名和数目的矩阵。MEDIA(24,$MXMED)24表示媒质名为24个字符长，$MXMED表示媒质最大数。通过下列语句可以定义媒质：$TYPE TEMP(24,3)/ $SPB, 22*,$SSTEEL, 19*,$SAIR AT NTP, 14*/;NMED=3; “NUMBER OF MEDIA USED”DO J=1,NMEDDO I=1,24 MEDIA(I,J)=TEMP(I,J);c.)MED棗MED($MXREG)表示媒质的索引，默认的$MXREG值为1，媒质索引为0，表示真空。对于上例，加上真空表示四个区域。MED(1)=3; “FIRST REGION IS AIR AT NTP”MED(2)=1; “SECOND REGION IS LEAD”MED(3)=0; “THIRD REGION IS VACUUM”MED(4)=2; “FOURTH REGION IS STEEL”d.)ECUP 和 PCUT棗包含电子和质子的截止能量。ECUP（$MXREG）与PCUT($MXREG)默认值为0。在PEGS中AE，AP被设置成电子和质子传输的最低能量，在call HATCH前，通过设置ECUT 和PCUT可以提高截止能量。例如：DO I=1,3 ECUT(I)=10.0; PCUT(I)=100.0;表示前三个区域电子截止能量为10MeV，而质子截止能量为100MeV。第四个区域还是PEGS中定义的值。但要包含声明：COMIN/BOUNDS，MEDIA，MISC/；IRAYLR棗IRAYLR（$MXREG），通过在call HATCH前设置为1 ，可以计算该区域的瑞利散射，但如果PEGS中不包含瑞利散射的数据，该计算被终止。声明：COMMON/MISC/ DUNIT棗该参数设置距离单位。DUNIT>0的情况如前面表所示，DUNIT<0表示其绝对值为该媒质的索引，而该媒质中单位为相对此种媒质的辐射长度，当call HATCH回归时，DUNIT 值为以cm为单位的该媒质中辐射长度。步骤三:call hatch语法为：call HATCH;输出信息为（DUNIT 未被改变，文件中瑞利数据也包含在内）：RAYLEIGH DATA AVAILABLE FOR MEDIA 1 BUT NOT REQUESTED. EGS SUCCESSFULLY HATCHED FOR ONE MEDIUM.如果用户在call HATCH前定义DUNIT=2.54，信息如下（对于两种媒质，无瑞利数据）：DUNIT REQUESTED&USED ARE:2.54000E+00 2.54000E+00(CM.)EGS SUCCESSFULLY HATCHED FOR 2 MEDIA.如果“HATCH”失败，信息如下：END OF FILE ON UNIT 12PROGRAM STOPPED IN HATCH BECAUSE THE FOLLOWING NAMES WERE NOT RECOGNIZED:(list of names)注意：不能对于同一种媒质连续要求call HATCH两次。 步骤四:初始化HOWFAR如果用户要定义HOWFAR中使用的数据，例如对于半无限平面，决定平面的数据（坐标、归一化单位向量等），需要在main程序定义这些数据；如果这些数据在程序运行时才能决定，初始化HOWFAR可能包含用户为HOWFAR编写的COMMON块。步骤五:初始化AUSGAB这一步与上一步相似。例如：我们想建立一个矩阵ESUM来跟踪各个区域中总能量沉积，可以在main 和AUSGAB中有如下声明：COMMON/TOTALS/ESUM（$MXREG）；我们可以将DO I=1,$MXREGESUM(I)=0.0;加到MAIN中，然后在AUSGAB中声明ESUM(IR(NP)=ESUM(IR(NP)+ENEP;ENEP为双精度，因此在MAIN和AUSGAB中ESUM应定义为双精度，避免较小能量的积累产生误差。（注意：上面只是一个例子，EGS中使用ECNSV1和NTALLY记录沉积能量和被记录多少事件）步骤六:决定入射粒子参数这一步相对简单，通用的程序如下：IQI=-1; “INCIDENT PARTICLE IS ELECTRON”EI=1000.0; “TOTAL ENERGY (MeV)”XI=0.0;YI=0.0;ZI=0.0; “DIRECTION COORDINATES”UI=0.0;VI=0.0;WI=0.0; “DIRECTION COSINES”IRI=2; “REGION NUMBER 2 IS THE INCIDENT REGION”WTI=1.0 ; “WEIGHT FACTOR IN IMPORTANCE SAMPLING”IXX=987654321; “RANDOM NUMBER GENERATOR SEED”NCASES=10; “NUMBER OF HISTORIES TO RUN”步骤七:call SHOWERCALL SHOWER(IQI,EI ,XI,YI,ZI,UI,VI,WI,IRI,WTI);IQI：电荷数EI：总能量XI，YI，ZI：位置UI，VI，WI：方向余弦IRI：区域索引WTI：统计权重可以通过下面语句反复call SHOWER：DO I=1，NCASESCALL SHOWER（IQI，EI，XI.，etc.）；IQI=2表示p -0介子衰减事件，两个质子被加到堆栈中，能量和方向余弦通过抽样获得。步骤八:输出结果这一步由用户定义。HOWFAR子程序EGS调用HOWFAR的所有粒子参数都在COMMON/STACK/下，需设置的变量如下：USTEP，IDISC，IRNEW，DNEAR（NP）除DNEAR（NP）外（在COMMON/STACK/下），其它变量在COMMON/EPCONT/下。a.)如果用户决定当前粒子应抛弃，设置IDISC为非零，通常设IDISC=1。IDISC为正值表示立抛弃粒子，IDISC为负值表示完成粒子传输后抛弃粒子，EGS默认IDISC=0，表示没有用户干预。例如：对于无限各向同性的介质，HOWFAR子程序如下：SUBROUTINE HOWFAR；RETURN；END；本例中粒子直到能量达到截止能量时才抛弃。任何时候当粒子到达抛弃区域时，通常设IDISC=1。b.)如果没有粒子被抛弃，要判断USTEP是否超出区域边界，如果超出，USTEP要设置成从当前位置到边界的距离，IRNEW将设置成下一个区域的索引。设置DNEAR（NP）是可选的，但为了节省EGS计算是否到达边界的时间（这样可以提高效率），用户可以设置DNEAR（NP）为当前位置到最近边界的距离。EGS以下列方式使用该变量：DNEAR对于入射粒子初始化为0当粒子被移动后（通过距离VSTEP），DNEAR将减去移动距离。当粒子反应，DNEAR设置成产生粒子到父粒子的距离当EGS决定将通过距离USTEP传输粒子时，如果USTEP大于DNEAR，将CALL HOWFAR来获得用户允许。如果用户能很容易计算一些比到达边界的最近距离更小的范围，可用这距离设置DNEAR，这样可以节省时间；如果边界比步长平均值还小，HOWFAR将被调用，整个效率将因为计算DNEAR而降低；对于真空，用户可不必理会DNEAR，EGS将一步传输到下一边界。如下图所示例子：在区域2的一粒子，坐标（x,y,z）,方向余弦(u,v,w) ，我们假设在X，Y方向ZTHICK是半无限的，粒子当进入到区域1或区域3时将立即抛弃，HOWFAR子程序如下：SUBROUTINE HOWFAR;COMIN/EPCONT,STACK/;“计算所需的公共块”COMMON/PASSIT/ZTHICK; “MAIN中定义的靶厚”IF(IR(NP).NE.2)IDISC=1;RETURN;“设置下一个DNEAR”DNEAR(NP)=AMIN1(Z(NP),ZTHICK-Z(NP);IF(W(NP).EQ.0.0)RETURN; “粒子与平面平行运动”"由于大多数粒子向前运动，所以先检验是否与前面平面相碰"IF(W(NP).GT.0.0)DELTAZ=(ZTHICK-Z(NP)/W(NP);IRNEXT=3;"否则，粒子向后运动"ELSE DELTAZ=-Z(NP)/W(NP);IRNEXT=1;"现在检验USTEP和必要的剩余事件"IF (DELTAZ.LE.USTEP)USTEP=DELTAZ;IRNEW=IRNEXT;RETURN;END;AUSGAB子程序EGS通过声明CALL AUSGAB(IARG); 来调用子程序AUSGAB。IARG的值从0到24，前5个值（0 到4）是EGS默认的调用值，5到24可通过矩阵IAUSFL打开，各值意义见下表：IARGJIAUSFL(J)状态011粒子将通过距离TVSTEP传输121粒子由于能量小于ECUT（带电粒子）或PCUT（光子）而被抛弃，但能量大于AE（带电粒子）或AP（光子）231粒子由于能量小于ECUT和AE（或PCUT和AP）而被抛弃341粒子由于用户要求而被抛弃（通常在HOWFAR中）451光电反应发生，由于a)入射光子能量小于K层结合能而被抛弃。或b)具有K层结合能的荧光光子将被抛弃。560/1默认为0粒子已经由TVSTEP距离传输670/1默认为0轫致辐射将发生，在ELECTR中将CALL BREMS780/1默认为0Call BREMS 完成后回到ELECTR890/1默认为0MOLLER 反应将发生，在ELECTR中将CALL MOLLER9100/1默认为0CALL MOLLER完成后回到ELECTR10110/1默认为0Bhabha反应将发生，在ELECTR中将CALL BHABHA11120/1默认为0CALL BHABHA 完成后回到ELECTR12130/1默认为0正电子飞行湮灭将发生，在ELECTR中将CALL ANNIH13140/1默认为0CALL ANNIH完成后回到ELECTR14150/1默认为0正电子静止湮灭已经发生。15160/1默认为0对产生将发生，在PHOTO中将CALL PAIR16170/1默认为0CALL PAIR 完成后回到PHOTO17180/1默认为0COMPTON反应将发生，在PHOTO中将CALL COMPT18190/1默认为0CALL COMPT完成后回到PHOTO19200/1默认为0光电反应将发生，在PHOTO中将CALL PHOTO20210/1默认为0CALL PHOTO完成后回到PHOTO（假设NP不等于021220/1默认为0进入子程序UPHI22230/1默认为0退出子程序UPHI23240/1默认为0瑞利反应将发生24250/1默认为0瑞利反应已发生EGS4运行环境对于EGS4的PC版，需80386、32MHz 以上的机型，32位总线；最少8M内存，最少需40MB硬盘空间，建议80-100MB硬盘空间。EGS4运行时需要使用较大的常规内存空间，需600M常规内存。操作系统可以选用MS-DOS 3.0以上版本或WIN3.1以上版本的操作系统。EGS4理论基础EGS4能力和特点概述可以模拟在任何元素（元素号从1到100号）、化合物、混合物中的电子、正电子、光子传输。即：EGS4的预处理包PEGS4可以产生1到100号元素的交叉截面表。光子和带电粒子的传输是以随机方式进行的。带电粒子的动能范围从几十KeV到几千GeV。EGS4系统考虑了下列物理过程：* 轫致辐射* 正电子飞行和静止湮灭* Moliere多重散射* Moller(e- e-)和Bhabha(e+ e-)散射* 带电粒子的连续能量损失* 电子对产生* 康普顿散射* 瑞利散射* 光电效应PEGS4是一个包含12个子程序和85个函数的独立数据处理程序，其输出表可以直接被EGS4使用。EGS4允许补充重要的抽样技术和其它各种技巧。EGS4中的辐射传输辐射传输理论概述电子在穿越物质时通过两个基本的过程损失能量：碰撞和辐射。通过碰撞过程，或者原子处于激发态或者被离子化。更多的时候，离子化过程中发射的电子有一小部分能量沉积在原处。有时轨道电子被授予很大动能，可以将其看作称为delta射线的次粒子。通过辐射损失的能量相对来说有比较规则的分布，能量从0到原粒子能量的光子都有。低能电子以碰撞为主，高能反之。在有些能量，这两个过程几率相等，取决于材料的阈能。在高能状态下，以轫致辐射过程为要。有三种辐射过程：电子光子对效应、康普顿散射和光电效应。这三种过程在辐射过程中所占比例取决于材料和光子能量。可参考下图来理解。概率理论和抽样方法1概率理论分布函数定义：设是一个随机变量，x是任意实数，函数称为的分布函数。如果F(x)可微分，则 称为的概率密度函数。且有： 。称为连续随机变量。如果为离散变量，则它的分布函数为：且有：如果有多个随机变量，可定义联合分布如下：条件分布定义如下：设（x,y）是二维离散型随机变量，对于固定的j，若Py=yj>0，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：SUBROUTINE 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$PLANE1(NPLAN,ISIDE,IHIT,TVAL);NPLAN:要检验平面的ID号。ISIDE：1 粒子朝向平面，-1 粒子背离平面IHIT：1 粒子与平面相碰，2 粒子平行平面，0 粒子离开平面。TVAL：如果 IHIT=1，等于到平面的距离。决定粒子是否碰到一平面，回归参数TPLN。COMIN/PLADTAPLAN2P$PLAN2P（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$PLAN2X（IPLAN1，IRGN1，1，IPLAN2，IRGN2，-1）；参数说明同PLAN2P，只是两平面相交。同PLAN2P，只是两平面的关系为相交平面。COMIN/PLADTACYLNDR$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，STACKCON2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。COMIN/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EGS4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