マテリアル管理したい（G4NistManager）

#include "G4NistManager.hh"

auto* nm = G4NistManager::Instance();
auto* air = nm->FindOrBuildMaterial("G4_AIR");

G4NistManagerで、 NIST（National Institute of Standards and Technology）のデータベースにある元素や物質を取得できます。

物質を取得したい（G4NistManager::FindOrBuildMaterial）

auto* air = nm->FindOrBuildMaterial("G4_AIR");
auto* water = nm->FindOrBuildMaterial("G4_WATER");
auto* vacuum = nm->FindOrBuildMaterial("G4_Galactic");

G4NistManager::FindOrBuildMaterialメソッドで 物質（G4Material）を取得できます。

利用可能なマテリアル名はGeant4 Material Databaseを参照してください。

一般的な物質が欲しい場合は、まずこのデータベースから探すのがよいと思います。

元素を取得したい（G4NistManager::FindOrBuildElement）

auto* H = nm->FindOrBuildElement("G4_H")
auto* O = nm->FindOrBuildElement("G4_O")

G4NistManager::FindOrBuildElementメソッドで 元素（G4Element）を取得できます。 NISTデータベースには水素（G4_H）からカリフォルニウムまでの元素が登録されています。

特殊な材料を調達したい（G4NistManager::BuildMaterialWithNewDensity）

auto nm = G4NistManager::Instance();
nm->FindOrBuildMaterial("G4_Ar");  // density = 1.66201 mg/cm3
G4double density = 1.782 * mg/cm3;
nm->BuildMaterialWithNewDensity("Ar_heavy", "G4_Ar", density);

BuildMaterialWithNewDensityメソッドで、NISTの材料データベースを基にしながら、密度などを変更できます。

一括で調達したい

付属サンプルB5のDetectorConstructionではConstructMaterials()関数を作成し、利用する材料を一括して調達しています。 それをDetectorConstruction::Construct()の中で呼び出し、ジオメトリを作成するときはG4Material::GetMaterial("材料名")で作成しています。

これはそのまま真似するとよいなと思ったので、関連するソースを抜粋してみました。

// \file プロジェクト名/include/DetectorConstruction.hh
// \brief Definition of the プロジェクト名::DetectorConstruction class

#ifndef プロジェクト名_DetectorConstruction_h
#define プロジェクト名_DetectorConstruction_h 1

// 必要なG4ヘッダーをインクルードする

namespace プロジェクト名
{
    class DetectorConstruction : public G4VUserDetectorConstruction
    {
        public:
            G4PhysicalVolume* Construct() override;
            void ConstructMaterials();
    }
}

#endif

// \file プロジェクト名/src/DetectorConstruction.cc
// \brief Implementation of the プロジェクト名::DetectorConstruction class

#include "DetectorConstruction.hh"

// 必要なG4ヘッダーをインクルードする

namespace プロジェクト名
{
    G4VPhysicalVolume* DetectorConstruction::Construct()
    {
        ConstructMaterials();  // <-- 材料を一括で調達
        auto air = G4Material::GetMaterial("G4_AIR");

        // 検出器のジオメトリを定義する
        auto worldSolid = new G4Box(...);
        auto worldLogical = new G4LogicalVolume(...);
        auto worldPhysical = new G4PVPlacement(...);

        // 最後はワールドをリターンする
        return worldPhysical;
    }

    void DetectorConstruction::ConstructMaterials()
    {
        auto nistManager = G4NistManager::Instance();
        // Air
        nistManager->FindOrBuildMaterial("G4_AIR");
        // Water
        nistManager->FindOrBuildMaterial("G4_WATER");
        // Vacuum (Galactic)
        nistManager->FindOrBuildMaterial("G4_Galactic");
        // Vacuum (Air with low density)
        auto air = G4Material::GetMaterial("G4_AIR");
        G4double density = 1.0e-5 * air->GetDensity();
        nistManager->BuildMaterialWithNewDensity("AIR_LOW", "G4_AIR", density);

        G4cout << G4endl << "The materials defined are : " << G4endl << G4endl;
        G4cout << *(G4Material::GetMaterialTable()) << G4endl;
    }
}