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動的モンテカルロ法を用いた凝縮相における低速電子の微視的挙動

Microscopic behavior of low energy electron in condensed phase by a dynamic Monte Carlo method

甲斐 健師   

Kai, Takeshi

PHITS等の放射線輸送計算コードは低速電子の微視的挙動を模擬できないため、ナノスケールの放射線作用が解析困難である。そこで、それらを計算可能にする動的モンテカルロコードを開発している。本講演では、本計算コードで利用している水の電子衝突断面積の計算法や電子の動的挙動計算法について説明する。本計算コードを利用した結果として、水中における1次電子線輸送計算及び低速2次電子の減速過程についての結果を示す。その計算結果を基にDNA損傷推定を実施したところ、細胞死や染色体異常のような放射線生物影響が誘発されると考えられる新たな複雑DNA損傷機構が見出された。これらの研究成果の他、本計算コードのPHITSへの実装、今後の拡張計画を報告する。

It is impossible to analyze radiation interaction in nano-scale by using particle transport codes such as PHITS because the code cannot simulate microscopic behavior of low energy electrons. We have developed a dynamic Monte Carlo code which can simulate the behavior. In this presentation, we explain the calculation methods of electron collision cross section included in the code as well as the electron behavior in water. We also show the calculated results for a primary electron transport and secondary electrons deceleration. From the results, we perform DNA damage prediction involved in the low energy electrons. We found novel complex DNA damage mechanism which induces radiation biological effect such as cell death or mutation. We also present an implementation of the code into PHITS and future plans for the functional extension of PHITS.

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