PHITS simulation on internal radiation fields at neutron irradiation

汎用粒子輸送コードPHITSを用いた中性子照射における体内放射線場のシミュレーション解析

佐藤 大樹   ; 高橋 史明  ; 遠藤 章   ; 大町 康*; 宮原 信幸*

Satoh, Daiki; Takahashi, Fumiaki; Endo, Akira; Omachi, Yasushi*; Miyahara, Nobuyuki*

中性子照射における体内放射線場を、汎用粒子輸送コードPHITSを用いてシミュレーション解析した。吸収線量への粒子ごとの寄与割合の解析から、照射対象の体積増加及び照射中性子の運動エネルギー減少に伴い電子の相対的寄与が大きくなることを示した。また、中性子照射動物実験のシミュレーション解析のため、CT画像をもとにマウスの精密計算モデルを開発した。このモデルを用い、マウス体内での損失エネルギーの空間分布及び体内で生成される荷電粒子のエネルギー分布を解析した。核分裂反応から放出される中性子のピークエネルギーに相当する2MeVの中性子照射では、損失エネルギーはマウス体内に均一に分布し、二次陽子を介したエネルギー移行が支配的であることを明らかにした。

Internal radiation field of a typical mouse was analyzed by PHITS using a voxel-based model. A mouse was imaged by using the dedicated small-animal CT scanner, in which slice pitch was set at 0.1 mm. Each image with the resolution of 0.02 mm was segmented to construct a voxel-based model by using a computer tool JCDS, which have been applied to process human-head images for 3-dimensional dosimetry in BNCT treatment at the Japan Atomic Energy Agency. Input file for PHITS was prepared from the constructed 3-dimensional voxel-based image data. Distribution of deposition energy inside a mouse was calculated on the segmented images.