分散分析を用いたPHITSにおける系統誤差の評価法

Estimation of systematic uncertainties in PHITS results by ANOVA

橋本 慎太郎  ; 佐藤 達彦   

Hashimoto, Shintaro; Sato, Tatsuhiko

モンテカルロ法による粒子・重イオン輸送計算コードPHITSは、様々な放射線の挙動を模擬できることから、加速器施設の遮へい計算等で広く利用されている。結果の信頼性は、通常、計算で用いたヒストリ数にかかる統計誤差で評価されるが、核反応モデル等が含む不確かさが数10%の大きさをもつ場合もある。そのため、この不確かさが結果に与える影響を系統誤差として評価する機能が求められている。本研究では、統計学の分散分析を導入することで、統計誤差と系統誤差を同時に評価し、それらを合わせた全誤差のヒストリ数に関する収束性を分析する機能を開発した。我々が開発してきた系統誤差の評価方法は統計誤差が小さいことを条件としていたが、分散分析によりその条件が不要となる。全誤差の収束性が系統誤差と統計誤差の比に依存することから、ヒストリ数に応じた収束状況の判定が可能となった。開発した手法を中性子の遮へい計算に適用し、ヒストリ数の増加に伴い計算結果の平均値と全誤差が一定値に収束することを確認した。また、系統誤差と統計誤差の比が異なると収束に必要なヒストリ数が変化することを示し、ヒストリ数が十分かどうかを判定できることを確認した。

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