TPC/AliTPCv0.cxx

   1 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   2 //                                                                           //
   3 //  Time Projection Chamber version 0 -- "coarse" TPC                        //
   4 //                                                                           //
   5 //Begin_Html
   6 /*
   7 <img src="picts/AliTPCv0Class.gif">
   8 */
   9 //End_Html
  10 //                                                                           //
  11 //                                                                           //
  12 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  13
  14 #include <TMath.h>
  15 #include <TGeometry.h>
  16 #include <TNode.h>
  17 #include <TTUBE.h>
  18 #include "AliTPCv0.h"
  19 #include "AliRun.h"
  20 #include <iostream.h>
  21 #include <fstream.h>
  22
  23 #include "AliMC.h"
  24 #include "AliConst.h"
  25
  26 ClassImp(AliTPCv0)
  27
  28 //_____________________________________________________________________________
  29 AliTPCv0::AliTPCv0(const char *name, const char *title)
  30          :AliTPC(name, title)
  31 {
  32   //
  33   // Standard creator for TPC version 0
  34   //
  35 }
  36
  37 //_____________________________________________________________________________
  38 void AliTPCv0::CreateGeometry()
  39 {
  40   //
  41   // Creation of the TPC coarse geometry (version 0)
  42   // Origin Marek Kowalski Crakow
  43   //
  44   //Begin_Html
  45   /*
  46     <img src="picts/AliTPCv0.gif">
  47   */
  48   //End_Html
  49   //Begin_Html
  50   /*
  51     <img src="picts/AliTPCv0Tree.gif">
  52   */
  53   //End_Html
  54
  55   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
  56
  57   Float_t tana, rlsl, wlsl, rssl, rlsu, wssl, wlsu,
  58     rssu, wssu, alpha, x, y, sec_thick;
  59
  60   Float_t x1, z0, z1, x2, theta1, theta2, theta3, dm[21];
  61   Int_t il, iu;
  62   Float_t z_side;
  63   Int_t idrotm[100];
  64
  65   Float_t x0l, x0u;
  66   Int_t idr;
  67   //Float_t thl, thu;
  68   Float_t opl, opu, phi1, phi2, phi3;
  69
  70   // ----------------------------------------------------
  71   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - CARBON FIBER
  72   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME
  73   // ----------------------------------------------------
  74   dm[0] = 76.;
  75   dm[1] = 278.;
  76   dm[2] = 275.;
  77
  78   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[407], dm, 3);
  79   // -------------------------------------------------------
  80   //     drift gas Ne/CO2 (90/10 volume) - nonsensitive
  81   //     field cage thickness = 0.52% X0
  82   // ----------------------------------------------------
  83   dm[0] = 76.+0.09776;
  84   dm[1] = 257.;
  85   dm[2] = 250.;
  86
  87   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[402], dm, 3);
  88   // ------------------------------------------------------
  89   //     "side" gas volume (the same as drift gas)
  90   //     here the readout chambers are positioned
  91   // ------------------------------------------------------
  92   dm[2]  = 0.5*(275.-250.);
  93   z_side = dm[2];
  94
  95   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[401], dm, 3);
  96   // ------------------------------------------------------
  97   //      HV midplane - 20 microns of mylar
  98   // -----------------------------------------------------
  99   dm[2] = .001;
 100
 101   gMC->Gsvolu("TPHV", "TUBE", idtmed[405], dm, 3);
 102
 103   // ====================================================
 104   //   lower and upper readout chambers
 105   // ====================================================
 106   //   sectros opening angles in degrees
 107   // ---------------------------------------------------
 108   opl = 30.;
 109   opu = 15.;
 110   //thl = TMath::Tan(opl * .5 * kDegrad);
 111   //thu = TMath::Tan(opu * .5 * kDegrad);
 112   // ---------------------------------------------------
 113   //         S and L-sectors radii
 114   // ---------------------------------------------------
 115   rssl = 88.;
 116   rssu = 136.;
 117   rlsl = 142.;
 118   rlsu = 250.;
 119   // --------------------------------------------------
 120   //          Sectors widths
 121   // --------------------------------------------------
 122   wssl = 46.5;
 123   wssu = 72.2;
 124   wlsl = 37.;
 125   wlsu = 65.4;
 126   // ---------------------------------------------------
 127   //    Sector thickness 25% of X0 (Al)
 128   // ---------------------------------------------------
 129   sec_thick = 2.225;
 130   // ---------------------------------------------------
 131   //     S-sectors readout chambers (lower sectors)
 132   // ---------------------------------------------------
 133   dm[0] = wssl * .5;
 134   dm[1] = wssu * .5;
 135   dm[2] = sec_thick * .5;
 136   dm[3] = (rssu - rssl) * .5;
 137
 138   x0l = rssl + dm[3];
 139
 140   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[399], dm, 4);
 141   // ---------------------------------------------------
 142   //     L-sectors readout chambers (upper sectors)
 143   // ---------------------------------------------------
 144   dm[0] = wlsl * .5;
 145   dm[1] = wlsu * .5;
 146   dm[2] = sec_thick * .5;
 147   dm[3] = (rlsu - rlsl) * .5;
 148
 149   x0u = rlsl + dm[3];
 150
 151   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[399], dm, 4);
 152   // ----------------------------------------------------
 153   //    positioning of the S-sector readout chambers
 154   //    rotation matices 1-12
 155   // ----------------------------------------------------
 156   z1 = -z_side + sec_thick * .5;
 157
 158   for (il = 1; il <= 12; ++il) {
 159     phi1 = (il - 1) * opl + 270.;
 160     if (phi1 > 360.) {
 161       phi1 += -360.;
 162     }
 163     theta1 = 90.;
 164     phi2   = 90.;
 165     theta2 = 180.;
 166     phi3   = (il - 1) * opl;
 167     theta3 = 90.;
 168
 169     idr = il;
 170
 171     alpha = (il - 1) * opl * kDegrad;
 172     x     = x0l * TMath::Cos(alpha);
 173     y     = x0l * TMath::Sin(alpha);
 174
 175     AliMatrix(idrotm[idr], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 176     gMC->Gspos("TRCS", il, "TPSG", x, y, z1, idrotm[idr], "ONLY");
 177   }
 178   // ----------------------------------------------------
 179   //    positioning of the L-sector readout chambers
 180   //    rotation matices 13-36
 181   // ----------------------------------------------------
 182   for (iu = 1; iu <= 24; ++iu) {
 183     phi1 = (iu - 1) * opu + 270.;
 184     if (phi1 > 360.) {
 185       phi1 += -360.;
 186     }
 187     theta1 = 90.;
 188     phi2   = 90.;
 189     theta2 = 180.;
 190     phi3   = (iu - 1) * opu;
 191     theta3 = 90.;
 192
 193     idr = iu + 12;
 194     AliMatrix(idrotm[idr], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 195
 196     alpha = (iu - 1) * opu * kDegrad;
 197     x     = x0u * TMath::Cos(alpha);
 198     y     = x0u * TMath::Sin(alpha);
 199
 200     gMC->Gspos("TRCL", iu, "TPSG", x, y, z1, idrotm[idr], "ONLY");
 201   }
 202   // --------------------------------------------------------
 203   //             Spoke wheel structures
 204   // --------------------------------------------------------
 205   gMC->Gsvolu("TSWS", "TUBE", idtmed[399], dm, 0);
 206
 207   z0 = -z_side + 2.;
 208
 209   dm[0] = 82.;
 210   dm[1] = 86.;
 211   dm[2] = 1.;
 212
 213   gMC->Gsposp("TSWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 214
 215   dm[0] = 253.;
 216   dm[1] = 257.;
 217
 218   gMC->Gsposp("TSWS", 2, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 219
 220   dm[0] = 140.9;
 221   dm[1] = 141.9;
 222
 223   gMC->Gsposp("TSWS", 3, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 224
 225   // -------------------------------------------------------
 226   //    this volumes are to avoid overlaping
 227   // -------------------------------------------------------
 228   z0 = 253.;
 229
 230   dm[0] = 76.;
 231   dm[1] = 76.+0.09776;
 232
 233   gMC->Gsposp("TSWS", 4, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 234   gMC->Gsposp("TSWS", 5, "TPC ", 0, 0, -z0,0, "ONLY", dm, 3);
 235
 236   z0 += 21.;
 237
 238   gMC->Gsposp("TSWS", 6, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 239   gMC->Gsposp("TSWS", 7, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 240
 241   dm[0] = 257.;
 242   dm[1] = 257.+0.09776;
 243   dm[2] = 11.5;
 244
 245   z0 = 263.5;
 246
 247   gMC->Gsposp("TSWS", 8, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 248   gMC->Gsposp("TSWS", 9, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 249   // ==========================================================
 250   //                  wheels
 251   // ==========================================================
 252   // ----------------------------------------------------------
 253   //       Large wheel -> positioned in the TPC
 254   // ----------------------------------------------------------
 255   dm[0] = 257.+0.09776;
 256   dm[1] = 278.;
 257   dm[2] = 11.5;
 258   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[399], dm, 3);
 259
 260   dm[0] = 259.;
 261   dm[1] = 278.;
 262   dm[2] = 9.5;
 263
 264   gMC->Gsvolu("TPW2", "TUBE", idtmed[498], dm, 3);
 265
 266   gMC->Gspos("TPW2", 1, "TPW1", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 267
 268   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 269   gMC->Gspos("TPW1", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
 270   // -----------------------------------------------------------
 271   //     Small wheel -> positioned in the TPSG
 272   // -----------------------------------------------------------
 273   dm[0] = 76.+0.09776;
 274   dm[1] = 82.;
 275   dm[2] = 11.5;
 276
 277   gMC->Gsvolu("TPW3", "TUBE", idtmed[399], dm, 3);
 278
 279   dm[0] = 76.+0.09776;
 280   dm[1] = 80.;
 281   dm[2] = 9.5;
 282
 283   gMC->Gsvolu("TPW4", "TUBE", idtmed[401], dm, 3);
 284
 285   gMC->Gspos("TPW4", 1, "TPW3", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 286
 287   z0 = 1.;
 288
 289   gMC->Gspos("TPW3", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 290   // ---------------------------------------------------------
 291   //       spokes, inner and outer, also the inner ring
 292   // ---------------------------------------------------------
 293   dm[0] = 0.5*(135.9-82.1);
 294   dm[1] = 3.;
 295   dm[2] = 2.;
 296
 297   x1 = dm[0] + 82.;
 298
 299   gMC->Gsvolu("TSPI", "BOX ", idtmed[399], dm, 3);
 300
 301   dm[1] = 2.;
 302   dm[2] = 1.;
 303
 304   gMC->Gsvolu("TSP1", "BOX ", idtmed[498], dm, 3);
 305
 306   gMC->Gspos("TSP1", 1, "TSPI", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 307
 308   dm[0] = 0.5*(256.9-142.1);
 309   dm[1] = 3.;
 310   dm[2] = 2.;
 311
 312   x2 = dm[0] + 142.;
 313
 314   gMC->Gsvolu("TSPO", "BOX ", idtmed[399], dm, 3);
 315
 316   dm[1] = 2.;
 317   dm[2] = 1.;
 318
 319   gMC->Gsvolu("TSP2", "BOX ", idtmed[498], dm, 3);
 320
 321   gMC->Gspos("TSP2", 1, "TSPO", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 322   // --------------------------------------------------------
 323   dm[0] = 136.;
 324   dm[1] = 142.;
 325   dm[2] = 2.;
 326
 327   gMC->Gsvolu("TSWH", "TUBE", idtmed[399], dm, 3);
 328
 329   dm[0] = 137.;
 330   dm[1] = 141.;
 331   dm[2] = 1.;
 332
 333   gMC->Gsvolu("TSW1", "TUBE", idtmed[498], dm, 3);
 334
 335   gMC->Gspos("TSW1", 1, "TSWH", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 336
 337   z0 = z_side - .16168 - 2.;
 338   // --------------------------------------------------------
 339   gMC->Gspos("TSWH", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 340   // -------------------------------------------------------
 341   //     posiioning of the inner spokes
 342   // -------------------------------------------------------
 343   for (il = 1; il <= 6; ++il) {
 344     phi1 = opl * .5 + (il - 1) * 2. * opl;
 345     theta1 = 90.;
 346     phi2 = opl * .5 + 90. + (il - 1) * 2. * opl;
 347     if (phi2 > 360.) {
 348       phi2 += -360.;
 349     }
 350     theta2 = 90.;
 351     phi3   = 0.;
 352     theta3 = 0.;
 353
 354     alpha = phi1 * kDegrad;
 355     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 356     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 357
 358     idr = il + 36;
 359
 360     AliMatrix(idrotm[idr], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 361     gMC->Gspos("TSPI", il, "TPSG", x, y, z0, idrotm[idr], "ONLY");
 362
 363   }
 364
 365   for (iu = 1; iu <= 12; ++iu) {
 366     phi1 = opu * .5 + (iu - 1) * 2. * opu;
 367     theta1 = 90.;
 368     phi2 = opu * .5 + 90. + (iu - 1) * 2. * opu;
 369     if (phi2 > 360.) {
 370       phi2 += -360.;
 371     }
 372     theta2 = 90.;
 373     phi3   = 0.;
 374     theta3 = 0.;
 375
 376     alpha = phi1 * kDegrad;
 377     x     = x2 * TMath::Cos(alpha);
 378     y     = x2 * TMath::Sin(alpha);
 379
 380     idr = iu + 42;
 381
 382     AliMatrix(idrotm[idr], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 383     gMC->Gspos("TSPO", iu, "TPSG", x, y, z0, idrotm[idr], "ONLY");
 384   }
 385   // --------------------------------------------------------
 386   //       endcap cover (C, 0.86% X0)
 387   // --------------------------------------------------------
 388   dm[0] = 76.+0.09776;
 389   dm[1] = 257.;
 390   dm[2] = 0.16168*0.5;
 391
 392   gMC->Gsvolu("TCOV", "TUBE", idtmed[407], dm, 3);
 393
 394   z0 = z_side - dm[2];
 395
 396   gMC->Gspos("TCOV", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 397   // --------------------------------------------------------
 398   //         put the readout chambers into the TPC
 399   // --------------------------------------------------------
 400   theta1 = 90.;
 401   phi1   = 0.;
 402   theta2 = 90.;
 403   phi2   = 270.;
 404   theta3 = 180.;
 405   phi3   = 0.;
 406
 407   AliMatrix(idrotm[55], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 408
 409   z0 = z_side + 250.;
 410
 411   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 412   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[55], "ONLY");
 413   // ---------------------------------------------------------
 414   //     outer gas insulation (CO2)
 415   // ---------------------------------------------------------
 416   dm[0] = 257.+0.09776;
 417   dm[1] = 278.-0.25004;
 418   dm[2] = 275.-23.;
 419
 420   gMC->Gsvolu("TPOI", "TUBE", idtmed[406], dm, 3);
 421
 422   gMC->Gspos("TPHV", 1, "TGAS", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 423   gMC->Gspos("TGAS", 1, "TPC ", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 424   gMC->Gspos("TPOI", 1, "TPC ", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 425
 426   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 427   // ======================================================
 428   //      all volumes below are positioned in ALIC
 429   // ======================================================
 430   // ------------------------------------------------------
 431   //        the last parts of the smaller wheel (TSWS)
 432   // ------------------------------------------------------
 433   dm[0] = 74.;
 434   dm[1] = 76.;
 435   dm[2] = 1.;
 436
 437   z0 = 253.;
 438
 439   gMC->Gsposp("TSWS", 10, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 440   gMC->Gsposp("TSWS", 11, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 441
 442   dm[0] = 70.;
 443
 444   z0 += 21.;
 445
 446   gMC->Gsposp("TSWS", 12, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 447   gMC->Gsposp("TSWS", 13, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 448   // ----------------------------------------------------
 449   //             Inner vessel (PCON)
 450   //   This volume is to be positioned directly in ALIC
 451   // ----------------------------------------------------
 452   dm[0] = 0.;
 453   dm[1] = 360.;
 454   dm[2] = 4.;
 455
 456   dm[3] = -250.;
 457   dm[4] = 75.;
 458   dm[5] = 76.;
 459
 460   dm[6] = -64.5;
 461   dm[7] = 50.;
 462   dm[8] = 76.;
 463
 464   dm[9] = 64.5;
 465   dm[10] = 50.;
 466   dm[11] = 76.;
 467
 468   dm[12] = 250.;
 469   dm[13] = 75.;
 470   dm[14] = 76.;
 471
 472   gMC->Gsvolu("TPIV", "PCON", idtmed[407], dm, 15);
 473   // --------------------------------------------------------
 474   //     fill the inner vessel with CO2, (HV kDegrader)
 475   //     cone parts have different thickness
 476   //     than the central barrel, according to the TP
 477   // --------------------------------------------------------
 478   tana = 75./185.5;
 479
 480   dm[0] = 0.;
 481   dm[1] = 360.;
 482   dm[2] = 6.;
 483
 484   dm[3] = -(250.-0.2162);
 485   dm[4] = (185.5-0.2126)*tana+0.2126;
 486   dm[5] = 76-0.001;
 487
 488   dm[6] = -64.5;
 489   dm[7] = 50.+0.2162;
 490   dm[8] = 76-0.001;
 491
 492   dm[9]  = -64.5;
 493   dm[10] = 50+0.05076;
 494   dm[11] = 76-0.001;
 495
 496   dm[12] = 64.5;
 497   dm[13] = 50+0.05076;
 498   dm[14] = 76-0.001;
 499
 500   dm[15] = 64.5;
 501   dm[16] = 50.+0.2162;
 502   dm[17] = 76-0.001;
 503
 504   dm[18] = (250.-0.2162);
 505   dm[19] = (185.5-0.2126)*tana+0.2126;
 506   dm[20] = 76-0.001;
 507
 508   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[406], dm, 21);
 509
 510   gMC->Gspos("TPVD", 1, "TPIV", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 511
 512   gMC->Gspos("TPIV", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 513   // ---------------------------------------------------
 514   //               volumes ordering
 515   // ---------------------------------------------------
 516   gMC->Gsord("TPSG", 6);
 517 }
 518
 519 //_____________________________________________________________________________
 520 void AliTPCv0::CreateMaterials()
 521 {
 522   //
 523   // Define materials for the TPC
 524   //
 525   AliTPC::CreateMaterials();
 526 }
 527
 528 //_____________________________________________________________________________
 529 void AliTPCv0::DrawDetector()
 530 {
 531   //
 532   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 0
 533   //
 534
 535   // Set everything unseen
 536   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
 537   //
 538   // Set ALIC mother transparent
 539   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
 540   //
 541   // Set the volumes visible
 542   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
 543   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
 544   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
 545   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
 546   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
 547   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
 548   gMC->Gsatt("TSWS","SEEN",1);
 549   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
 550   gMC->Gsatt("TPW2","SEEN",1);
 551   gMC->Gsatt("TPW3","SEEN",1);
 552   gMC->Gsatt("TPW4","SEEN",1);
 553   gMC->Gsatt("TSPI","SEEN",1);
 554   gMC->Gsatt("TSP1","SEEN",0);
 555   gMC->Gsatt("TSPO","SEEN",1);
 556   gMC->Gsatt("TSP2","SEEN",0);
 557   gMC->Gsatt("TSWH","SEEN",1);
 558   gMC->Gsatt("TSW1","SEEN",1);
 559   gMC->Gsatt("TPOI","SEEN",1);
 560   gMC->Gsatt("TPIV","SEEN",1);
 561   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
 562   //
 563   gMC->Gdopt("hide", "on");
 564   gMC->Gdopt("shad", "on");
 565   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
 566   gMC->SetClipBox(".");
 567   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
 568   gMC->DefaultRange();
 569   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
 570   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
 571   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
 572   gMC->Gdopt("hide","off");
 573 }
 574
 575 //_____________________________________________________________________________
 576 void AliTPCv0::Init()
 577 {
 578   //
 579   // Initialise Time Projection Chamber version 0
 580   //
 581   printf("TPC version 0 initialized\n");
 582 }
 583
 584 //_____________________________________________________________________________
 585 void AliTPCv0::StepManager()
 586 {
 587   //
 588   // Procedure called at each step in the TPC
 589   //
 590 }