TPC/AliTPCv0.cxx

   1 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   2 //                                                                           //
   3 //  Time Projection Chamber version 0 -- "coarse" TPC                        //
   4 //                                                                           //
   5 //Begin_Html
   6 /*
   7 <img src="gif/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="gif/AliTPCv0.gif">
  47   */
  48   //End_Html
  49   //Begin_Html
  50   /*
  51     <img src="gif/AliTPCv0Tree.gif">
  52   */
  53   //End_Html
  54
  55   AliMC* pMC = AliMC::GetMC();
  56
  57   Int_t *idtmed = gAlice->Idtmed();
  58
  59   Float_t tana, rlsl, wlsl, rssl, rlsu, wssl, wlsu,
  60     rssu, wssu, alpha, x, y, sec_thick;
  61
  62   Float_t x1, z0, z1, x2, theta1, theta2, theta3, dm[21];
  63   Int_t il, iu;
  64   Float_t z_side;
  65   Int_t idrotm[100];
  66
  67   Float_t x0l, x0u;
  68   Int_t idr;
  69   //Float_t thl, thu;
  70   Float_t opl, opu, phi1, phi2, phi3;
  71
  72   // ----------------------------------------------------
  73   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - CARBON FIBER
  74   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME
  75   // ----------------------------------------------------
  76   dm[0] = 76.;
  77   dm[1] = 278.;
  78   dm[2] = 275.;
  79
  80   pMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[407], dm, 3);
  81   // -------------------------------------------------------
  82   //     drift gas Ne/CO2 (90/10 volume) - nonsensitive
  83   //     field cage thickness = 0.52% X0
  84   // ----------------------------------------------------
  85   dm[0] = 76.+0.09776;
  86   dm[1] = 257.;
  87   dm[2] = 250.;
  88
  89   pMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[402], dm, 3);
  90   // ------------------------------------------------------
  91   //     "side" gas volume (the same as drift gas)
  92   //     here the readout chambers are positioned
  93   // ------------------------------------------------------
  94   dm[2]  = 0.5*(275.-250.);
  95   z_side = dm[2];
  96
  97   pMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[401], dm, 3);
  98   // ------------------------------------------------------
  99   //      HV midplane - 20 microns of mylar
 100   // -----------------------------------------------------
 101   dm[2] = .001;
 102
 103   pMC->Gsvolu("TPHV", "TUBE", idtmed[405], dm, 3);
 104
 105   // ====================================================
 106   //   lower and upper readout chambers
 107   // ====================================================
 108   //   sectros opening angles in degrees
 109   // ---------------------------------------------------
 110   opl = 30.;
 111   opu = 15.;
 112   //thl = TMath::Tan(opl * .5 * kDegrad);
 113   //thu = TMath::Tan(opu * .5 * kDegrad);
 114   // ---------------------------------------------------
 115   //         S and L-sectors radii
 116   // ---------------------------------------------------
 117   rssl = 88.;
 118   rssu = 136.;
 119   rlsl = 142.;
 120   rlsu = 250.;
 121   // --------------------------------------------------
 122   //          Sectors widths
 123   // --------------------------------------------------
 124   wssl = 46.5;
 125   wssu = 72.2;
 126   wlsl = 37.;
 127   wlsu = 65.4;
 128   // ---------------------------------------------------
 129   //    Sector thickness 25% of X0 (Al)
 130   // ---------------------------------------------------
 131   sec_thick = 2.225;
 132   // ---------------------------------------------------
 133   //     S-sectors readout chambers (lower sectors)
 134   // ---------------------------------------------------
 135   dm[0] = wssl * .5;
 136   dm[1] = wssu * .5;
 137   dm[2] = sec_thick * .5;
 138   dm[3] = (rssu - rssl) * .5;
 139
 140   x0l = rssl + dm[3];
 141
 142   pMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[399], dm, 4);
 143   // ---------------------------------------------------
 144   //     L-sectors readout chambers (upper sectors)
 145   // ---------------------------------------------------
 146   dm[0] = wlsl * .5;
 147   dm[1] = wlsu * .5;
 148   dm[2] = sec_thick * .5;
 149   dm[3] = (rlsu - rlsl) * .5;
 150
 151   x0u = rlsl + dm[3];
 152
 153   pMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[399], dm, 4);
 154   // ----------------------------------------------------
 155   //    positioning of the S-sector readout chambers
 156   //    rotation matices 1-12
 157   // ----------------------------------------------------
 158   z1 = -z_side + sec_thick * .5;
 159
 160   for (il = 1; il <= 12; ++il) {
 161     phi1 = (il - 1) * opl + 270.;
 162     if (phi1 > 360.) {
 163       phi1 += -360.;
 164     }
 165     theta1 = 90.;
 166     phi2   = 90.;
 167     theta2 = 180.;
 168     phi3   = (il - 1) * opl;
 169     theta3 = 90.;
 170
 171     idr = il;
 172
 173     alpha = (il - 1) * opl * kDegrad;
 174     x     = x0l * TMath::Cos(alpha);
 175     y     = x0l * TMath::Sin(alpha);
 176
 177     AliMatrix(idrotm[idr], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 178     pMC->Gspos("TRCS", il, "TPSG", x, y, z1, idrotm[idr], "ONLY");
 179   }
 180   // ----------------------------------------------------
 181   //    positioning of the L-sector readout chambers
 182   //    rotation matices 13-36
 183   // ----------------------------------------------------
 184   for (iu = 1; iu <= 24; ++iu) {
 185     phi1 = (iu - 1) * opu + 270.;
 186     if (phi1 > 360.) {
 187       phi1 += -360.;
 188     }
 189     theta1 = 90.;
 190     phi2   = 90.;
 191     theta2 = 180.;
 192     phi3   = (iu - 1) * opu;
 193     theta3 = 90.;
 194
 195     idr = iu + 12;
 196     AliMatrix(idrotm[idr], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 197
 198     alpha = (iu - 1) * opu * kDegrad;
 199     x     = x0u * TMath::Cos(alpha);
 200     y     = x0u * TMath::Sin(alpha);
 201
 202     pMC->Gspos("TRCL", iu, "TPSG", x, y, z1, idrotm[idr], "ONLY");
 203   }
 204   // --------------------------------------------------------
 205   //             Spoke wheel structures
 206   // --------------------------------------------------------
 207   pMC->Gsvolu("TSWS", "TUBE", idtmed[399], dm, 0);
 208
 209   z0 = -z_side + 2.;
 210
 211   dm[0] = 82.;
 212   dm[1] = 86.;
 213   dm[2] = 1.;
 214
 215   pMC->Gsposp("TSWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 216
 217   dm[0] = 253.;
 218   dm[1] = 257.;
 219
 220   pMC->Gsposp("TSWS", 2, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 221
 222   dm[0] = 140.9;
 223   dm[1] = 141.9;
 224
 225   pMC->Gsposp("TSWS", 3, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 226
 227   // -------------------------------------------------------
 228   //    this volumes are to avoid overlaping
 229   // -------------------------------------------------------
 230   z0 = 253.;
 231
 232   dm[0] = 76.;
 233   dm[1] = 76.+0.09776;
 234
 235   pMC->Gsposp("TSWS", 4, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 236   pMC->Gsposp("TSWS", 5, "TPC ", 0, 0, -z0,0, "ONLY", dm, 3);
 237
 238   z0 += 21.;
 239
 240   pMC->Gsposp("TSWS", 6, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 241   pMC->Gsposp("TSWS", 7, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 242
 243   dm[0] = 257.;
 244   dm[1] = 257.+0.09776;
 245   dm[2] = 11.5;
 246
 247   z0 = 263.5;
 248
 249   pMC->Gsposp("TSWS", 8, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 250   pMC->Gsposp("TSWS", 9, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 251   // ==========================================================
 252   //                  wheels
 253   // ==========================================================
 254   // ----------------------------------------------------------
 255   //       Large wheel -> positioned in the TPC
 256   // ----------------------------------------------------------
 257   dm[0] = 257.+0.09776;
 258   dm[1] = 278.;
 259   dm[2] = 11.5;
 260   pMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[399], dm, 3);
 261
 262   dm[0] = 259.;
 263   dm[1] = 278.;
 264   dm[2] = 9.5;
 265
 266   pMC->Gsvolu("TPW2", "TUBE", idtmed[498], dm, 3);
 267
 268   pMC->Gspos("TPW2", 1, "TPW1", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 269
 270   pMC->Gspos("TPW1", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 271   pMC->Gspos("TPW1", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
 272   // -----------------------------------------------------------
 273   //     Small wheel -> positioned in the TPSG
 274   // -----------------------------------------------------------
 275   dm[0] = 76.+0.09776;
 276   dm[1] = 82.;
 277   dm[2] = 11.5;
 278
 279   pMC->Gsvolu("TPW3", "TUBE", idtmed[399], dm, 3);
 280
 281   dm[0] = 76.+0.09776;
 282   dm[1] = 80.;
 283   dm[2] = 9.5;
 284
 285   pMC->Gsvolu("TPW4", "TUBE", idtmed[401], dm, 3);
 286
 287   pMC->Gspos("TPW4", 1, "TPW3", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 288
 289   z0 = 1.;
 290
 291   pMC->Gspos("TPW3", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 292   // ---------------------------------------------------------
 293   //       spokes, inner and outer, also the inner ring
 294   // ---------------------------------------------------------
 295   dm[0] = 0.5*(135.9-82.1);
 296   dm[1] = 3.;
 297   dm[2] = 2.;
 298
 299   x1 = dm[0] + 82.;
 300
 301   pMC->Gsvolu("TSPI", "BOX ", idtmed[399], dm, 3);
 302
 303   dm[1] = 2.;
 304   dm[2] = 1.;
 305
 306   pMC->Gsvolu("TSP1", "BOX ", idtmed[498], dm, 3);
 307
 308   pMC->Gspos("TSP1", 1, "TSPI", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 309
 310   dm[0] = 0.5*(256.9-142.1);
 311   dm[1] = 3.;
 312   dm[2] = 2.;
 313
 314   x2 = dm[0] + 142.;
 315
 316   pMC->Gsvolu("TSPO", "BOX ", idtmed[399], dm, 3);
 317
 318   dm[1] = 2.;
 319   dm[2] = 1.;
 320
 321   pMC->Gsvolu("TSP2", "BOX ", idtmed[498], dm, 3);
 322
 323   pMC->Gspos("TSP2", 1, "TSPO", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 324   // --------------------------------------------------------
 325   dm[0] = 136.;
 326   dm[1] = 142.;
 327   dm[2] = 2.;
 328
 329   pMC->Gsvolu("TSWH", "TUBE", idtmed[399], dm, 3);
 330
 331   dm[0] = 137.;
 332   dm[1] = 141.;
 333   dm[2] = 1.;
 334
 335   pMC->Gsvolu("TSW1", "TUBE", idtmed[498], dm, 3);
 336
 337   pMC->Gspos("TSW1", 1, "TSWH", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 338
 339   z0 = z_side - .16168 - 2.;
 340   // --------------------------------------------------------
 341   pMC->Gspos("TSWH", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 342   // -------------------------------------------------------
 343   //     posiioning of the inner spokes
 344   // -------------------------------------------------------
 345   for (il = 1; il <= 6; ++il) {
 346     phi1 = opl * .5 + (il - 1) * 2. * opl;
 347     theta1 = 90.;
 348     phi2 = opl * .5 + 90. + (il - 1) * 2. * opl;
 349     if (phi2 > 360.) {
 350       phi2 += -360.;
 351     }
 352     theta2 = 90.;
 353     phi3   = 0.;
 354     theta3 = 0.;
 355
 356     alpha = phi1 * kDegrad;
 357     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 358     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 359
 360     idr = il + 36;
 361
 362     AliMatrix(idrotm[idr], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 363     pMC->Gspos("TSPI", il, "TPSG", x, y, z0, idrotm[idr], "ONLY");
 364
 365   }
 366
 367   for (iu = 1; iu <= 12; ++iu) {
 368     phi1 = opu * .5 + (iu - 1) * 2. * opu;
 369     theta1 = 90.;
 370     phi2 = opu * .5 + 90. + (iu - 1) * 2. * opu;
 371     if (phi2 > 360.) {
 372       phi2 += -360.;
 373     }
 374     theta2 = 90.;
 375     phi3   = 0.;
 376     theta3 = 0.;
 377
 378     alpha = phi1 * kDegrad;
 379     x     = x2 * TMath::Cos(alpha);
 380     y     = x2 * TMath::Sin(alpha);
 381
 382     idr = iu + 42;
 383
 384     AliMatrix(idrotm[idr], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 385     pMC->Gspos("TSPO", iu, "TPSG", x, y, z0, idrotm[idr], "ONLY");
 386   }
 387   // --------------------------------------------------------
 388   //       endcap cover (C, 0.86% X0)
 389   // --------------------------------------------------------
 390   dm[0] = 76.+0.09776;
 391   dm[1] = 257.;
 392   dm[2] = 0.16168*0.5;
 393
 394   pMC->Gsvolu("TCOV", "TUBE", idtmed[407], dm, 3);
 395
 396   z0 = z_side - dm[2];
 397
 398   pMC->Gspos("TCOV", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 399   // --------------------------------------------------------
 400   //         put the readout chambers into the TPC
 401   // --------------------------------------------------------
 402   theta1 = 90.;
 403   phi1   = 0.;
 404   theta2 = 90.;
 405   phi2   = 270.;
 406   theta3 = 180.;
 407   phi3   = 0.;
 408
 409   AliMatrix(idrotm[55], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 410
 411   z0 = z_side + 250.;
 412
 413   pMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 414   pMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[55], "ONLY");
 415   // ---------------------------------------------------------
 416   //     outer gas insulation (CO2)
 417   // ---------------------------------------------------------
 418   dm[0] = 257.+0.09776;
 419   dm[1] = 278.-0.25004;
 420   dm[2] = 275.-23.;
 421
 422   pMC->Gsvolu("TPOI", "TUBE", idtmed[406], dm, 3);
 423
 424   pMC->Gspos("TPHV", 1, "TGAS", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 425   pMC->Gspos("TGAS", 1, "TPC ", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 426   pMC->Gspos("TPOI", 1, "TPC ", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 427
 428   pMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 429   // ======================================================
 430   //      all volumes below are positioned in ALIC
 431   // ======================================================
 432   // ------------------------------------------------------
 433   //        the last parts of the smaller wheel (TSWS)
 434   // ------------------------------------------------------
 435   dm[0] = 74.;
 436   dm[1] = 76.;
 437   dm[2] = 1.;
 438
 439   z0 = 253.;
 440
 441   pMC->Gsposp("TSWS", 10, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 442   pMC->Gsposp("TSWS", 11, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 443
 444   dm[0] = 70.;
 445
 446   z0 += 21.;
 447
 448   pMC->Gsposp("TSWS", 12, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 449   pMC->Gsposp("TSWS", 13, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY", dm, 3);
 450   // ----------------------------------------------------
 451   //             Inner vessel (PCON)
 452   //   This volume is to be positioned directly in ALIC
 453   // ----------------------------------------------------
 454   dm[0] = 0.;
 455   dm[1] = 360.;
 456   dm[2] = 4.;
 457
 458   dm[3] = -250.;
 459   dm[4] = 75.;
 460   dm[5] = 76.;
 461
 462   dm[6] = -64.5;
 463   dm[7] = 50.;
 464   dm[8] = 76.;
 465
 466   dm[9] = 64.5;
 467   dm[10] = 50.;
 468   dm[11] = 76.;
 469
 470   dm[12] = 250.;
 471   dm[13] = 75.;
 472   dm[14] = 76.;
 473
 474   pMC->Gsvolu("TPIV", "PCON", idtmed[407], dm, 15);
 475   // --------------------------------------------------------
 476   //     fill the inner vessel with CO2, (HV kDegrader)
 477   //     cone parts have different thickness
 478   //     than the central barrel, according to the TP
 479   // --------------------------------------------------------
 480   tana = 75./185.5;
 481
 482   dm[0] = 0.;
 483   dm[1] = 360.;
 484   dm[2] = 6.;
 485
 486   dm[3] = -(250.-0.2162);
 487   dm[4] = (185.5-0.2126)*tana+0.2126;
 488   dm[5] = 76-0.001;
 489
 490   dm[6] = -64.5;
 491   dm[7] = 50.+0.2162;
 492   dm[8] = 76-0.001;
 493
 494   dm[9]  = -64.5;
 495   dm[10] = 50+0.05076;
 496   dm[11] = 76-0.001;
 497
 498   dm[12] = 64.5;
 499   dm[13] = 50+0.05076;
 500   dm[14] = 76-0.001;
 501
 502   dm[15] = 64.5;
 503   dm[16] = 50.+0.2162;
 504   dm[17] = 76-0.001;
 505
 506   dm[18] = (250.-0.2162);
 507   dm[19] = (185.5-0.2126)*tana+0.2126;
 508   dm[20] = 76-0.001;
 509
 510   pMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[406], dm, 21);
 511
 512   pMC->Gspos("TPVD", 1, "TPIV", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 513
 514   pMC->Gspos("TPIV", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 515   // ---------------------------------------------------
 516   //               volumes ordering
 517   // ---------------------------------------------------
 518   pMC->Gsord("TPSG", 6);
 519 }
 520
 521 //_____________________________________________________________________________
 522 void AliTPCv0::CreateMaterials()
 523 {
 524   //
 525   // Define materials for the TPC
 526   //
 527   AliTPC::CreateMaterials();
 528 }
 529
 530 //_____________________________________________________________________________
 531 void AliTPCv0::DrawModule()
 532 {
 533   //
 534   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 0
 535   //
 536
 537   AliMC* pMC = AliMC::GetMC();
 538
 539   // Set everything unseen
 540   pMC->Gsatt("*", "seen", -1);
 541   //
 542   // Set ALIC mother transparent
 543   pMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
 544   //
 545   // Set the volumes visible
 546   pMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
 547   pMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
 548   pMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
 549   pMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
 550   pMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
 551   pMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
 552   pMC->Gsatt("TSWS","SEEN",1);
 553   pMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
 554   pMC->Gsatt("TPW2","SEEN",1);
 555   pMC->Gsatt("TPW3","SEEN",1);
 556   pMC->Gsatt("TPW4","SEEN",1);
 557   pMC->Gsatt("TSPI","SEEN",1);
 558   pMC->Gsatt("TSP1","SEEN",0);
 559   pMC->Gsatt("TSPO","SEEN",1);
 560   pMC->Gsatt("TSP2","SEEN",0);
 561   pMC->Gsatt("TSWH","SEEN",1);
 562   pMC->Gsatt("TSW1","SEEN",1);
 563   pMC->Gsatt("TPOI","SEEN",1);
 564   pMC->Gsatt("TPIV","SEEN",1);
 565   pMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
 566   //
 567   pMC->Gdopt("hide", "on");
 568   pMC->Gdopt("shad", "on");
 569   pMC->Gsatt("*", "fill", 7);
 570   pMC->SetClipBox(".");
 571   pMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
 572   pMC->DefaultRange();
 573   pMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
 574   pMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
 575   pMC->Gdman(18, 4, "MAN");
 576   pMC->Gdopt("hide","off");
 577 }
 578
 579 //_____________________________________________________________________________
 580 void AliTPCv0::Init()
 581 {
 582   //
 583   // Initialise Time Projection Chamber version 0
 584   //
 585   printf("TPC version 0 initialized\n");
 586 }
 587
 588 //_____________________________________________________________________________
 589 void AliTPCv0::StepManager()
 590 {
 591   //
 592   // Procedure called at each step in the TPC
 593   //
 594 }