PHITSにおける低エネルギー電子の飛跡構造計算機能の開発

Development of track-structure simulation mode of low energy electrons in PHITS

甲斐 健師   ; 小川 達彦   ; 安部 晋一郎   ; 佐藤 達彦   

Kai, Takeshi; Ogawa, Tatsuhiko; Abe, Shinichiro; Sato, Tatsuhiko

粒子・重イオン輸送計算コードPHITSは、任意の三次元体系中における放射線挙動を模擬することが可能で、様々な研究分野で幅広く利用されている。しかしながら、従来のPHITSでは、1keV以下の低エネルギー電子を計算しないため、ナノスケールの放射線作用を対象とする研究への適用ができなかった。この問題を解決するために、別途開発していた飛跡構造計算コードの計算機能を平成29年6月に公開したPHITS Ver2.93へ実装した。これにより、PHITSで水中における低エネルギー電子のナノスケールでの局所的なエネルギー付与が計算可能になった。そのため、DNA損傷のような分子レベルのミクロなエネルギー付与を対象とした研究等への様々な応用が期待される。

A general purpose particle transport simulation code, PHITS can simulate the radiation behavior in arbitrary 3-D systems. Then, this code is applied to researches of several fields which are related to radiation transport phenomena. However, as the code has a cutoff energy of 1 keV for electron transport calculation in materials, it is difficult to study microscopic radiation interaction. To clear the problem, we implemented track structure code into the PHITS to study microscopic behavior of low energy electrons below 1 keV. The implement made it possible to calculate the localized energy deposition of nanoscale by the low energy electrons in materials. Various application studies involved in microscopic radiation interaction such as a DNA damage simulation will be expected using this track-structure simulation mode.