Cosmic-ray transport simulation using PHITS

PHITSを用いた宇宙線挙動解析

佐藤 達彦   

Sato, Tatsuhiko

高エネルギー宇宙線が大気圏内に入射すると、核反応を引き起こして大量の2次粒子を発生させ、空気シャワーと呼ばれる粒子カスケードを誘発する。この空気シャワーの発達をシミュレーションで正確に再現することは、航空機乗務員や公衆の宇宙線被ばく線量評価、宇宙線に由来する中性子が引き起こす半導体ソフトエラーの発生率評価、大気の電離量と地球環境の相関解明など、工学・理学の様々な目的で重要となる。そのためには、精度の高い核反応モデルや核データの整備が不可欠となる。本発表では、我々がこれまでにPHITSを用いて実施してきた空気シャワーシミュレーションの結果を紹介するとともに、その結果がどのように社会に利用されてきたか解説する。

Cosmic-rays can generate a number of secondary particles by causing nuclear reactions in the atmosphere, and induce particle cascade so-called airshower. Precise simulation of airshower is of great importance for various purposes such as estimate of cosmic-ray doses for aircrews and public, evaluation of soft-error rates induced by cosmic-ray neutrons, and analysis of correlation between the atmospheric ionization rates and the Earth's environment. Developments of accurate nuclear reaction models and nuclear data libraries are the key issues in the airshower simulation. The results of airshower simulation performed by PHITS will be introduced in this presentation, together with how they have been used in the practical applications.