Improvements and developments of physics models in PHITS for space applications

宇宙分野応用のためのPHITS物理モデルの改良と開発

Sihver, L.*; 佐藤 達彦   ; 橋本 慎太郎  ; 小川 達彦   ; 仁井田 浩二*

Sihver, L.*; Sato, Tatsuhiko; Hashimoto, Shintaro; Ogawa, Tatsuhiko; Niita, Koji*

長期間の宇宙空間のミッションの計画立案には、宇宙機や人体内の放射線場の正確な予測が必要となる。原子力機構が中心となって開発しているPHITSコードを宇宙放射線防護分野に利用するためには、核反応モデルの高度化が重要となる。本論文では、最近、開発・改良されたPHITSの核反応モデルに関して、その概要をまとめる。具体的には、全反応断面積計算モデルKurotamaの改良、核内カスケードモデルINCLの導入、統計マルチフラグメンテーションモデルSMMの開発、歪曲波ボルン近似DWBAとINCLの複合モデルの開発を紹介する。これらの改良や開発したモデルについては、実験データとの比較により計算精度を検証した結果も示す。

Precise predictions of the radiation environment inside space vehicles, and inside the human body, are essential when planning for long term deep space missions. Upgrading of nuclear reaction models in Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) was essential for application to radiological protection in space. In this paper, we present some physics models which have been recently improved and developed in PHITS. The items introduced in this paper are improvements of Kurotama Hybrid model, adopting of the Intra-Nuclear Cascade of Liege (INCL) model, development of statistical multi-fragmentation model (SMM) and combining the INCL and the Distorted Wave Born Approximation (DWBA) calculation. The results of verification studies for these models are also presented.