Particle modeling of transport of -ray generated ion clusters in air

線電離イオンの大気圧下空気輸送の粒子モデル解析

Tong, L.*; 南部 健一*; 平田 洋介*; 泉 幹雄*; 宮本 泰明 ; 山口 大美 

Tong, L.*; Nambu, Kenichi*; Hirata, Yosuke*; Izumi, Mikio*; Miyamoto, Yasuaki; Yamaguchi, Hiromi

線で電離したイオンの空気輸送を解析するためのテスト粒子モンテカルロ法を開発した。得られた結果は、放射能計測装置の設計・開発に有用なデータである。構築したイオン-分子衝突モデルは実測値とよく合う。正負イオンの再結合はNanbu & Denpohの方法で扱った。0.0011atmのガス圧力に対し、イオン流れ場の定常状態を実現できた。

A particle model is developed using the test-particle Monte Carlo method to study the transport properties of alpha-ray generated ion clusters in a flow of air. The simulated transport properties provide a theoretical basis for designing the alpha radioactivity measurement system. An accurate ion-molecule collision model is proposed to simulate the collisions between ion and air molecule. The recombination between positive and negative ions is simulated using Nanu and Denpoh method [J. Phys. Soc. Jpn. 67(1998) 1288]. The calculations are performed from low gas pressures of 0.001 and 0.01 atm to high gas pressures of 0.1 and 1 atm in a circular pipe. The simulation presents such a steady state ion transport that the generation of ions reaches a quasi-equilibrium with the loss of ions, absorbed by a measuring sensor and lost on the pipe wall.