Analytical model for estimating terrestrial cosmic ray fluxes nearly anytime and anywhere in the world; Extension of PARMA/EXPACS

世界の任意地点・時間における大気圏内宇宙線スペクトル推定解析モデル; PARMA/EXPACSの拡張

佐藤 達彦   

Sato, Tatsuhiko

これまでに構築したモデルを拡張し、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSをベースとした大気圏内宇宙線フラックス計算モデルPARMA version3.0を開発した。この開発により、大気圏内任意地点・時間における宇宙線由来の中性子・陽子・電荷が28までのイオン, ミューオン, 電子, 陽電子, 光子フラックスを簡便に計算可能とした。また、PARMA3.0を宇宙線による被ばく線量や電離量評価などに応用し、様々な条件での測定値を精度よく再現できることを確認した。PARMA3.0は、オープンアクセスソフトウェアEXPACSに組み込まれ、誰でも簡単に使うことができる。このような特徴により、新しいバージョンのPARMA/EXPACSは放射線, 地球惑星, 宇宙線科学など様々な分野で重要なツールとなることが期待できる。

By extending our previously established model, here we propose a new model called "PHITS-based Analytical Radiation Model in the Atmosphere (PARMA) version 3.0", which can instantaneously estimate terrestrial cosmic ray fluxes of neutrons, protons, ions with charge up to 28 (Ni), muons, electrons, positrons, and photons nearly anytime and anywhere in the Earth's atmosphere. The models to be used for estimating radiation doses due to cosmic ray exposure, cosmic ray induced ionization rates, and count rates of neutron monitors were validated by investigating their capability to reproduce those quantities measured under various conditions. PARMA3.0 is available freely and is easy to use, as implemented in an open-access software program EXcel-based Program for Calculating Atmospheric Cosmic ray Spectrum (EXPACS). Because of these features, the new version of PARMA/EXPACS can be an important tool in various research fields such as geosciences, cosmic ray physics, and radiation research.