STRUCT/AliMAG.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //                                                                           //
  20 //  L3 Magnet                                                                //
  21 //                                                                           //
  22 //Begin_Html
  23 /*
  24 <img src="picts/AliMAGClass.gif">
  25 </pre>
  26 <br clear=left>
  27 <font size=+2 color=red>
  28 <p>The responsible person for this module is
  29 <a href="mailto:andreas.morsch@cern.ch">Andreas Morsch</a>.
  30 </font>
  31 <pre>
  32
  33 */
  34 //End_Html
  35 //                                                                           //
  36 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  37
  38 #include <TVirtualMC.h>
  39 #include <TGeoMedium.h>
  40 #include <TGeoVolume.h>
  41 #include <TGeoMatrix.h>
  42 #include <TGeoPgon.h>
  43 #include <TGeoCompositeShape.h>
  44 #include <TGeoManager.h>
  45
  46 #include "AliMAG.h"
  47 #include "AliMagF.h"
  48 #include "AliRun.h"
  49
  50 ClassImp(AliMAG)
  51
  52 //_____________________________________________________________________________
  53 AliMAG::AliMAG()
  54 {
  55   //
  56   // Default constructor for L3 magnet
  57   //
  58 }
  59
  60 //_____________________________________________________________________________
  61 AliMAG::AliMAG(const char *name, const char *title)
  62   : AliModule(name,title)
  63 {
  64   //
  65   // Standard constructor for L3 magnet
  66   //
  67   //Begin_Html
  68   /*
  69     <img src="picts/aliMAG.gif">
  70   */
  71   //End_Html
  72
  73   SetMarkerColor(7);
  74   SetMarkerStyle(2);
  75   SetMarkerSize(0.4);
  76 }
  77
  78 //_____________________________________________________________________________
  79 void AliMAG::CreateGeometry()
  80 {
  81   //
  82   // Create geometry for L3 magnet
  83   //
  84   //Begin_Html
  85   /*
  86     <img src="picts/mag.gif">
  87   */
  88   //End_Html
  89
  90   //Begin_Html
  91   /*
  92     <img src="picts/tree_mag.gif">
  93     <br> Dimensions taken from drawing: ALIL3___00010
  94   //End_Html
  95   */
  96 // Octagon
  97     const Int_t   kNSides              =    8;
  98     const Float_t kStartAngle          =   22.5; // deg
  99     const Float_t kFullAngle           =  360.0; // deg
 100 //  Mother volume
 101     const Float_t kRBMotherInner       = 560.00; // cm
 102     const Float_t kRBMotherOuter       = 790.50; // cm
 103     const Float_t kLBMother            = 706.00; // cm
 104 // Yoke
 105     const Float_t kRYokeInner          = 703.50; // cm
 106     const Float_t kRYokeOuter          = 790.50; // cm
 107     const Float_t kLYoke               = 620.00; // cm
 108 // Coil
 109     const Float_t kRCoilInner          = 593.00; // cm
 110     const Float_t kRCoilOuter          = 682.00; // cm
 111     const Float_t kLCoil               = 588.00; // cm
 112 // Cooling
 113     const Float_t kRCoolingOuter       = 1.70; // cm
 114     const Float_t kRCoolingInner       = 1.00; // cm
 115 // Thermal Shield
 116     const Float_t kRThermalShieldInner = 566.00; // cm
 117     const Float_t kRThermalShieldOuter = 571.00; // cm
 118 // Crown
 119     const Float_t kRCrownInner         = 560.00; // cm
 120     const Float_t kRCrownOuter         = 785.50; // cm
 121     const Float_t kLCrown1             = 605.00; // cm
 122     const Float_t kLCrown2             = 620.00; // cm
 123     const Float_t kLCrown3             = 706.00; // cm
 124 // Door
 125     const Float_t kRDoorInner          = 246.50; // cm
 126     const Float_t kRDoorOuter          = 560.00; // cm
 127     const Float_t kLDoor1              = 615.50; // cm
 128     const Float_t kLDoor2              = 714.60; // cm
 129
 130
 131   //
 132   // Top volume
 133   TGeoVolume* top = gGeoManager->GetVolume("ALIC");
 134   // Media
 135   TGeoMedium* medAir    = gGeoManager->GetMedium("MAG_AIR_C1");
 136   TGeoMedium* medAlu    = gGeoManager->GetMedium("MAG_ALU_C1");
 137   TGeoMedium* medAluI   = gGeoManager->GetMedium("MAG_ALU_C0");
 138   TGeoMedium* medFe     = gGeoManager->GetMedium("MAG_FE_C1");
 139   TGeoMedium* medFeI    = gGeoManager->GetMedium("MAG_FE_C0");
 140   TGeoMedium* medWater  = gGeoManager->GetMedium("MAG_WATER");
 141   //
 142   // Offset between LHC and LEP axis
 143   Float_t os = -30.;
 144
 145   //
 146   //  Define Barrel Mother
 147   //
 148   TGeoPgon* shBMother = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
 149   shBMother->DefineSection(0, -kLBMother, kRBMotherInner, kRBMotherOuter);
 150   shBMother->DefineSection(1,  kLBMother, kRBMotherInner, kRBMotherOuter);
 151   //
 152   TGeoVolume* voBMother = new TGeoVolume("L3BM", shBMother, medAir);
 153   //
 154   // Define Thermal Shield
 155   //
 156   // Only one layer
 157   // This can be improved: replace by (protection - shield - insulation) !
 158   //
 159   TGeoPgon* shThermSh = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
 160   shThermSh->DefineSection(0, -kLCoil, kRThermalShieldInner, kRThermalShieldOuter);
 161   shThermSh->DefineSection(1,  kLCoil, kRThermalShieldInner, kRThermalShieldOuter);
 162   //
 163   TGeoVolume* voThermSh = new TGeoVolume("L3TS", shThermSh, medAluI);
 164   voBMother->AddNode(voThermSh, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 165   //
 166   // Define Coils and cooling circuits
 167   //
 168   TGeoPgon* shCoilMother = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
 169   shCoilMother->DefineSection(0, -kLCoil, kRCoilInner - 2. * kRCoolingOuter, kRCoilOuter + 2. * kRCoolingOuter);
 170   shCoilMother->DefineSection(1,  kLCoil, kRCoilInner - 2. * kRCoolingOuter, kRCoilOuter + 2. * kRCoolingOuter);
 171   //
 172   // Coils
 173   TGeoVolume* voCoilMother = new TGeoVolume("L3CM", shCoilMother, medAir);
 174   voBMother->AddNode(voCoilMother, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 175   // Devide into the 168 turns
 176   TGeoVolume* voCoilTurn   = voCoilMother->Divide("L3CD", 3, 168, 0., 0.);
 177   TGeoPgon* shCoils = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
 178   shCoils->DefineSection(0, -3., kRCoilInner, kRCoilOuter);
 179   shCoils->DefineSection(1,  3., kRCoilInner, kRCoilOuter);
 180   //
 181   TGeoVolume* voCoils = new TGeoVolume("L3C0", shCoils, medAlu);
 182   voCoilTurn->AddNode(voCoils, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 183   //
 184   // Hexagonal Cooling circuits
 185   //
 186   const Float_t kRCC = kRCoolingOuter;
 187   const Float_t kRCW = kRCoolingInner;
 188   const Float_t kRCL = kRCC * TMath::Tan(30. / 180. * TMath::Pi());
 189   const Float_t kRWL = kRCW * TMath::Tan(30. / 180. * TMath::Pi());
 190   // Outer Circuits
 191   //
 192   // Pipe
 193   TGeoPgon* shCoolingPipeO = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
 194   shCoolingPipeO->DefineSection(0, -kRCC, kRCoilOuter + kRCC, kRCoilOuter + kRCC + 0.01);
 195   shCoolingPipeO->DefineSection(1, -kRCL, kRCoilOuter, kRCoilOuter + 2. * kRCC);
 196   shCoolingPipeO->DefineSection(2,  kRCL, kRCoilOuter, kRCoilOuter + 2. * kRCC);
 197   shCoolingPipeO->DefineSection(3,  kRCC, kRCoilOuter + kRCC, kRCoilOuter + kRCC + 0.01);
 198   //
 199   TGeoVolume* voCoolingPipeO = new TGeoVolume("L3CCO", shCoolingPipeO, medAlu);
 200   voCoilTurn->AddNode(voCoolingPipeO, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 201   //
 202   TGeoPgon* shCoolingWaterO = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
 203   shCoolingWaterO->DefineSection(0, -kRCW, kRCoilOuter + kRCC, kRCoilOuter + kRCC + 0.01);
 204   shCoolingWaterO->DefineSection(1, -kRWL, kRCoilOuter + (kRCC - kRCW), kRCoilOuter + kRCC + kRCW);
 205   shCoolingWaterO->DefineSection(2,  kRWL, kRCoilOuter + (kRCC - kRCW), kRCoilOuter + kRCC + kRCW);
 206   shCoolingWaterO->DefineSection(3,  kRCW, kRCoilOuter + kRCC, kRCoilOuter + kRCC + 0.01);
 207   //
 208   TGeoVolume* voCoolingWaterO = new TGeoVolume("L3CWO", shCoolingWaterO, medWater);
 209   voCoolingPipeO->AddNode(voCoolingWaterO, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 210
 211   // Inner Circuits
 212   //
 213   // Pipe
 214   TGeoPgon* shCoolingPipeI = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
 215   shCoolingPipeI->DefineSection(0, -kRCC, kRCoilInner - kRCC, kRCoilInner - kRCC + 0.01);
 216   shCoolingPipeI->DefineSection(1, -kRCL, kRCoilInner - 2. * kRCC, kRCoilInner);
 217   shCoolingPipeI->DefineSection(2,  kRCL, kRCoilInner - 2. * kRCC, kRCoilInner);
 218   shCoolingPipeI->DefineSection(3,  kRCC, kRCoilInner - kRCC, kRCoilInner - kRCC + 0.01);
 219   //
 220   TGeoVolume* voCoolingPipeI = new TGeoVolume("L3CCI", shCoolingPipeI, medAlu);
 221   voCoilTurn->AddNode(voCoolingPipeI, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 222   //
 223   TGeoPgon* shCoolingWaterI = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
 224   shCoolingWaterI->DefineSection(0, -kRCW, kRCoilInner - kRCC, kRCoilInner - kRCC + 0.01);
 225   shCoolingWaterI->DefineSection(1, -kRWL, kRCoilInner - kRCC - kRCW, kRCoilInner - (kRCC - kRCW));
 226   shCoolingWaterI->DefineSection(2,  kRWL, kRCoilInner - kRCC - kRCW, kRCoilInner - (kRCC - kRCW));
 227   shCoolingWaterI->DefineSection(3,  kRCW, kRCoilInner - kRCC, kRCoilInner - kRCC + 0.01);
 228   //
 229   TGeoVolume* voCoolingWaterI = new TGeoVolume("L3CWI", shCoolingWaterI, medWater);
 230   voCoolingPipeI->AddNode(voCoolingWaterI, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 231
 232   //
 233   // Define Yoke
 234   //
 235   TGeoPgon* shYoke = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
 236   shYoke->DefineSection(0, -kLYoke, kRYokeInner, kRYokeOuter);
 237   shYoke->DefineSection(1, +kLYoke, kRYokeInner, kRYokeOuter);
 238   //
 239   TGeoVolume* voYoke = new TGeoVolume("L3YO", shYoke, medFe);
 240   voBMother->AddNode(voYoke, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 241
 242   //
 243   // Define Crown
 244   //
 245   TGeoPgon* shCrown = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
 246   shCrown->DefineSection(0,  kLCrown1, kRCrownInner, kRYokeInner);
 247   shCrown->DefineSection(1,  kLCrown2, kRCrownInner, kRYokeInner);
 248   shCrown->DefineSection(2,  kLCrown2, kRCrownInner, kRCrownOuter);
 249   shCrown->DefineSection(3,  kLCrown3, kRCrownInner, kRCrownOuter);
 250   //
 251   TGeoVolume* voCrown = new TGeoVolume("L3CR", shCrown, medFe);
 252   //
 253   // Define Door
 254   //
 255   // Original outer part
 256   TGeoPgon* shDoorO = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
 257   shDoorO->DefineSection(0,  kLDoor1, kRDoorInner, kRDoorOuter);
 258   shDoorO->DefineSection(1,  kLDoor2, kRDoorInner, kRDoorOuter);
 259   shDoorO->SetName("A");
 260   //
 261   // Additional inner part ("Plug")
 262   TGeoPgon* shDoorI = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 3);
 263   shDoorI->DefineSection(0,  kLDoor1, 163.5, 280.);
 264   shDoorI->DefineSection(1,  686.,    163.5, 280.);
 265   shDoorI->DefineSection(2,  kLDoor2, 213.5, 280.);
 266   shDoorI->SetName("B");
 267   //
 268   // For transport: low thresholds close to chambers requires special medium
 269   //
 270   TGeoPgon* shDoorIe = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 3);
 271   shDoorIe->DefineSection(0,  kLDoor1, 163.5, 168.5);
 272   shDoorIe->DefineSection(1,  686.,    163.5, 168.5);
 273   shDoorIe->DefineSection(2,  kLDoor2, 213.5, 218.5);
 274   TGeoVolume* voDoorIe = new TGeoVolume("L3DE", shDoorIe, medFeI);
 275   //
 276   // Use composite shape here to account for the excentric door opening.
 277   // This avoids the overlap with the beam shield and the muon tracking station 1
 278   //
 279   TGeoTranslation* offset = new TGeoTranslation("t1", 0., -os, 0.);
 280   offset->RegisterYourself();
 281
 282   TGeoCompositeShape* shDoor = new TGeoCompositeShape("L3Door", "A+B:t1");
 283   //
 284   TGeoVolume* voDoor = new TGeoVolume("L3DO", shDoor, medFe);
 285   voDoor->AddNode(voDoorIe, 1, new TGeoTranslation(0., -os, 0.));
 286   // Position crown and door
 287   TGeoRotation* rotxz = new TGeoRotation("rotxz",  90., 0., 90., 90., 180., 0.);
 288
 289   TGeoVolumeAssembly *l3 = new TGeoVolumeAssembly("L3MO");
 290   voBMother->AddNode(voCrown, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 291   voBMother->AddNode(voCrown, 2, new TGeoCombiTrans(0., 0., 0., rotxz));
 292   l3->AddNode(voBMother, 1, new TGeoTranslation(0.,0.,0.));
 293   l3->AddNode(voDoor,  1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
 294   l3->AddNode(voDoor,  2, new TGeoCombiTrans(0., 0., 0., rotxz));
 295   top->AddNode(l3, 1, new TGeoTranslation(0., os, 0.));
 296 }
 297
 298 //_____________________________________________________________________________
 299 void AliMAG::CreateMaterials()
 300 {
 301   //
 302   // Create materials for L3 magnet
 303   //
 304
 305   Int_t   isxfld = gAlice->Field()->Integ();
 306   Float_t sxmgmx = gAlice->Field()->Max();
 307   Float_t epsil, stmin, deemax, tmaxfd, stemax;
 308
 309
 310   // --- Define the various materials for GEANT ---
 311
 312   Float_t aAir[4]={12.0107,14.0067,15.9994,39.948};
 313   Float_t zAir[4]={6.,7.,8.,18.};
 314   Float_t wAir[4]={0.000124,0.755267,0.231781,0.012827};
 315   Float_t dAir = 1.20479E-3;
 316   Float_t aWater[2]={1.00794,15.9994};
 317   Float_t zWater[2]={1.,8.};
 318   Float_t wWater[2]={0.111894,0.888106};
 319
 320
 321   //     Aluminum
 322   AliMaterial(9, "Al0$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
 323   AliMaterial(29, "Al1$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
 324
 325   //     Iron
 326   AliMaterial(10, "Fe0$", 55.85, 26., 7.87, 1.76, 17.1);
 327   AliMaterial(30, "Fe1$", 55.85, 26., 7.87, 1.76, 17.1);
 328
 329   //     Air
 330   AliMixture(15, "AIR0$      ", aAir, zAir, dAir, 4, wAir);
 331   AliMixture(35, "AIR1$      ", aAir, zAir, dAir, 4, wAir);
 332   //     Water
 333   AliMixture(16, "WATER", aWater, zWater, 1., 2, wWater);
 334
 335
 336   // ****************
 337   //     Defines tracking media parameters.
 338   //     Les valeurs sont commentees pour laisser le defaut
 339   //     a GEANT (version 3-21, page CONS200), f.m.
 340   epsil  = .001;  // Tracking precision,
 341   stemax = -1.;   // Maximum displacement for multiple scat
 342   tmaxfd = -20.;  // Maximum angle due to field deflection
 343   deemax = -.3;   // Maximum fractional energy loss, DLS
 344   stmin  = -.8;
 345   // ***************
 346
 347   //    IRON
 348
 349   AliMedium(10, "FE_C0             ", 10, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 350   AliMedium(30, "FE_C1             ", 30, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 351
 352   //     ALUMINUM
 353
 354   AliMedium(9, "ALU_C0            ",  9, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 355   AliMedium(29, "ALU_C1            ", 29, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 356
 357   //     AIR
 358
 359   AliMedium(15, "AIR_C0            ", 15, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 360   AliMedium(35, "AIR_C1            ", 35, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 361
 362   //    WATER
 363   AliMedium(16, "WATER             ", 16, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 364 }
 365
 366 //_____________________________________________________________________________
 367 void AliMAG::DrawModule() const
 368 {
 369   //
 370   // Draw a shaded view of the L3 magnet
 371   //
 372 }
 373
 374 //_____________________________________________________________________________
 375 void AliMAG::Init()
 376 {
 377   //
 378   // Initialise L3 magnet after it has been built
 379   Int_t i;
 380   //
 381   if(AliLog::GetGlobalDebugLevel()>0) {
 382     printf("\n%s: ",ClassName());
 383     for(i=0;i<35;i++) printf("*");
 384     printf(" MAG_INIT ");
 385     for(i=0;i<35;i++) printf("*");
 386     printf("\n%s: ",ClassName());
 387     //
 388     // Here the MAG initialisation code (if any!)
 389     for(i=0;i<80;i++) printf("*");
 390     printf("\n");
 391   }
 392 }
 393