SynradG4: 用于电子-离子对撞机ePIC探测器中同步辐射背景研究的Geant4扩展

Andrii Natochii

SynradG4: 用于电子-离子对撞机ePIC探测器中同步辐射背景研究的Geant4扩展

加速器物理 2025-12-04 v3 仪器与探测器

作者: Andrii Natochii

摘要

电子-离子对撞机(EIC)将以高亮度运行，使用多GeV、高电流电子束，导致电子储存环(ESR)中产生大量同步辐射(SR)。详细了解复杂三维相互作用区(IR)几何结构中的SR光子传输，对于估计ePIC探测器中的背景以及开发有效的屏蔽和掩蔽策略至关重要。本文介绍了SynradG4，一个EIC特定的Geant4扩展，旨在使用已建立的SR反射和粗糙表面散射模型在真空中进行快速光子追踪。SynradG4在Geant4几何和场框架内集成了Synrad+的光子反射模型，同时禁用所有体物质相互作用，以通过50米长的IR真空系统实现高统计量传输。然后，吸收的光子坐标被传递到第二阶段的DD4hep模拟，在该模拟中，启用完整电磁过程，如光吸收、康普顿散射、瑞利散射和荧光，以通过束流管和探测器材料传播。SynradG4并非旨在取代通用的SR模拟代码；相反，它通过提供EIC特定背景研究所需的工作流和几何集成能力来补充它们。针对Synrad+、Synrad3D和原生Geant4 X射线反射模型的基准测试表明，在镜面反射和漫反射区域具有极好的一致性。使用完整的IR几何结构和机器晶格，我们首次给出了ePIC探测器的SR背景估计，并评估了潜在SR掩蔽的影响。

关键词

同步辐射 Geant4 EIC ePIC探测器背景模拟光子输运

引用

@article{arxiv.2408.11709,
  title  = {SynradG4: A Geant4-Based Extension for Synchrotron Radiation Background Studies in the ePIC Detector at the Electron-Ion Collider},
  author = {Andrii Natochii},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.11709},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 9 figures; third revision following extensive review, with minor text polishing and clarifications; intended for submission to a peer-reviewed journal

SynradG4: 用于电子-离子对撞机ePIC探测器中同步辐射背景研究的Geant4扩展

摘要

关键词

引用

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