GEANT321/neutron/grndst.F

   1 *
   2 * $Id$
   3 *
   4 * $Log$
   5 * Revision 1.1.1.1  1995/10/24 10:21:56  cernlib
   6 * Geant
   7 *
   8 *
   9 #include "geant321/pilot.h"
  10 *CMZ :  3.21/02 29/03/94  15.41.48  by  S.Giani
  11 *-- Author :
  12       SUBROUTINE GRNDST(D,LD,KZ1,KZ2,A1,A2,Z1,Z2,ATAR,Q,MT)
  13 C       THIS ROUTINE CALCULATES THE EXIT ENERGIES AND DIRECTIONAL
  14 C       COSINES FOR THE CHARGED PARTICLE AND RECOIL NUCLEUS FOR
  15 C       A GROUND STATE TWO-BODY REACTION USING CLASSICAL KINEMATICS
  16 C       AND A MOMEMTUM BALANCE. IT ALSO SETS ALL EXIT PARAMETERS FOR
  17 C       THE COLLISION PRODUCTS AND STORES THEM IN THE RECOIL BANK.
  18 #include "geant321/minput.inc"
  19 #include "geant321/mconst.inc"
  20 #include "geant321/mnutrn.inc"
  21 #include "geant321/mrecoi.inc"
  22 #include "geant321/mapoll.inc"
  23 #include "geant321/mmass.inc"
  24 #include "geant321/mpstor.inc"
  25       DIMENSION D(*),LD(*)
  26       SAVE
  27       NPN = 1
  28       IF(MT.EQ.108) NPN = 2
  29       IF(MT.EQ.109) NPN = 3
  30       IF(MT.EQ.111) NPN = 2
  31 C       CALCULATE THE CONSTANTS USED IN THE KINEMATIIC EQUATIONS
  32       ZATAR=ATAR*9.31075E+08
  33       PXO = 0.0
  34       PYO = 0.0
  35       PZO = 0.0
  36 C loop over emmited particles
  37       DO 40  NP=1,NPN
  38 C       ASSUME ISOTROPIC CHARGED PARTICLE EMISSION IN THE CENTER
  39 C       OF MASS COORDINATE SYSTEM
  40          R=FLTRNF(0)
  41          FM=2.0*R-1.0
  42 C       FOR A GROUND STATE REACTION THE RECOIL MASS IS KNOWN EXACTLY
  43          Z2=ZN+ZATAR-FLOAT(NP)*Z1-Q
  44          A2=Z2/9.31075E+08
  45          DENOM=(AN+ATAR)*(A1*FLOAT(NP)+A2)
  46          ERATIO=EOLD/(EOLD+Q)
  47          AC=((AN*A2)/DENOM)*ERATIO
  48          BC=((AN*A1)/DENOM)*ERATIO
  49          CC=((ATAR*A1)/DENOM)*(1.0+(AN*Q)/(ATAR*(EOLD+Q)))
  50          DC=((ATAR*A2)/DENOM)*(1.0+(AN*Q)/(ATAR*(EOLD+Q)))
  51 C       CALCULATE THE CHARGED PARTICLE AND RECOIL NUCLEUS IN THE
  52 C       LABORATORY COORDINATE SYSTEM
  53          E1=(EOLD+Q)*(BC+DC+(2.0*SQRT(AC*CC))*FM)
  54          E2=(EOLD+Q)*(AC+CC-(2.0*SQRT(AC*CC))*FM)
  55 C       CALCULATE THE CHARGED PARTICLE ENERGY AND VELOCITY IN THE
  56 C       CENTER OF MASS COORDINATE SYSTEM
  57          E1CM=(Z2/(Z1+Z2))*((ZATAR/(ZN+ZATAR))*EOLD+Q)
  58          V1CM=SQRT((2.0*E1CM)/Z1)
  59 C       CALCULATE THE VELOCITY OF THE CENTER OF MASS
  60          VCM=SQRT(2.0*ZN*EOLD)/(ZN+ZATAR)
  61 C       CONVERT THE COSINE OF THE SCATTERING ANGLE IN THE CENTER OF
  62 C       MASS COORDINATE SYSTEM TO THE LABORATORY COORDINATE SYSTEM
  63          FM=(V1CM*FM+VCM)/(SQRT(((V1CM*FM+VCM)**2)+ ((V1CM*(1.0-FM**2))
  64      +   **2)))
  65 C       CALCULATE THE CHARGED PARTICLE EXIT DIRECTIONAL COSINES
  66          SINPSI=SQRT(1.0-FM**2)
  67          CALL AZIRN(SINETA,COSETA)
  68          STHETA=1.0-UOLD**2
  69          IF(STHETA)20,20,10
  70    10    STHETA=SQRT(STHETA)
  71          COSPHI=VOLD/STHETA
  72          SINPHI=WOLD/STHETA
  73          GO TO 30
  74    20    COSPHI=1.0
  75          SINPHI=0.0
  76          STHETA=0.0
  77    30    U1=UOLD*FM-COSETA*SINPSI*STHETA
  78          V1=VOLD*FM+UOLD*COSPHI*COSETA*SINPSI-SINPHI*SINPSI*SINETA
  79          W1=WOLD*FM+UOLD*SINPHI*COSETA*SINPSI+COSPHI*SINPSI*SINETA
  80          S=1.0/SQRT(U1**2+V1**2+W1**2)
  81          U1=U1*S
  82          V1=V1*S
  83          W1=W1*S
  84          PPO = SQRT(2.0*Z1*E1)
  85          PXO = PXO + U1*PPO
  86          PYO = PYO + V1*PPO
  87          PZO = PZO + W1*PPO
  88 C       CALCULATE AND SET THE CHARGED PARTICLE EXIT PARAMETERS
  89          XR=X
  90          YR=Y
  91          ZR=Z
  92          WATER=WTBC
  93          NZR=KZ1
  94          AGER=AGE
  95          NCOLR=NCOL
  96          MTNR=MT
  97          AR=A1
  98          ENIR=EOLD
  99          UNIR=UOLD
 100          VNIR=VOLD
 101          WNIR=WOLD
 102          ENOR=0.0
 103          UNOR=0.0
 104          VNOR=0.0
 105          WNOR=0.0
 106          WTNR=0.0
 107          QR=Q
 108          UR=U1
 109          VR=V1
 110          WR=W1
 111          ER=E1
 112 C       STORE THE CHARGED PARTICLE IN THE RECOIL BANK
 113          EP = ER
 114          UP = UR
 115          VP = VR
 116          WP = WR
 117          AMP = AR
 118          ZMP = FLOAT(NZR)
 119          AGEP = AGE
 120          MTP = MT
 121          CALL STOPAR(IDHEVY,NHEVY)
 122    40 CONTINUE
 123 C       CALCULATE THE TOTAL MOMENTUM BEFORE THE COLLISION
 124 C       NEUTRON MOMENTUM BEFORE COLLISION (PI) EQUALS TOTAL MOMENTUM
 125       PI=SQRT(2.0*ZN*EOLD)
 126 C       CALCULATE THE DIRECTIONAL MOMENTUM OF THE RECOIL NUCLEUS
 127       PRX=PI*UOLD-PXO
 128       PRY=PI*VOLD-PYO
 129       PRZ=PI*WOLD-PZO
 130 C       CALCULATE THE TOTAL MOMENTUM OF THE RECOIL NUCLEUS
 131       PR=SQRT(PRX**2+PRY**2+PRZ**2)
 132 C       CALCULATE THE RECOIL NUCLEUS DIRECTIONAL COSINES
 133       U2=PRX/PR
 134       V2=PRY/PR
 135       W2=PRZ/PR
 136 C       CALCULATE THE RECOIL NUCLEUS EXIT ENERGY
 137       XM = A2 * 931.075E6
 138       E2 = SQRT(PR**2+XM**2) - XM
 139 C       CALCULATE AND SET THE CHARGED PARTICLE EXIT PARAMETERS
 140       XR=X
 141       YR=Y
 142       ZR=Z
 143       WATER=WTBC
 144       NZR=KZ2
 145       AGER=AGE
 146       NCOLR=NCOL
 147       MTNR=MT
 148       AR=A2
 149       ENIR=EOLD
 150       UNIR=UOLD
 151       VNIR=VOLD
 152       WNIR=WOLD
 153       ENOR=0.0
 154       UNOR=0.0
 155       VNOR=0.0
 156       WNOR=0.0
 157       WTNR=0.0
 158       QR=Q
 159       UR=U2
 160       VR=V2
 161       WR=W2
 162       ER=E2
 163 C       STORE THE RECOIL HEAVY ION IN THE RECOIL BANK
 164       EP = ER
 165       UP = UR
 166       VP = VR
 167       WP = WR
 168       AMP = AR
 169       ZMP = FLOAT(NZR)
 170       AGEP = AGE
 171       MTP = MT
 172       CALL STOPAR(IDHEVY,NHEVY)
 173       RETURN
 174       END