Computation speeds and memory requirements of mesh-type ICRP reference computational phantoms in Geant4, MCNP6, and PHITS

Geant4, MCNP6およびPHITSでICRPリファレンスファントムの使用に必要な計算時間とメモリ容量の比較

Yeom, Y. S.*; Han, M. C.*; Choi, C.*; Han, H.*; Shin, B.*; 古田 琢哉   ; Kim, C. H.*

Yeom, Y. S.*; Han, M. C.*; Choi, C.*; Han, H.*; Shin, B.*; Furuta, Takuya; Kim, C. H.*

国際放射線防護委員会(ICRP)のタスクグループ103により、メッシュ形状の線量評価用人体ファントム(MRCPs)の開発が進められている。この人体ファントムは、将来的には線量評価で用いる標準人体モデルとして採用される予定である。そこで、このMRCPファントムに対するベンチマーク計算を主なモンテカルロ粒子輸送計算コード(Geant4, MCNP6およびPHITS)で行った。様々な粒子およびエネルギーで外部および内部被ばくの計算を実施し、計算時間やメモリ使用量をコード間で比較した。また、ボクセルファントムに対する計算も行い、コード毎の異なるメッシュ表現による性能の違いについて調べた。MRCPのメモリ使用量はGeant4およびMCNP6で10GB程度であったのに対し、PHITSでは1.2GBと顕著に少なかった。また、計算時間に関してもGeant4およびMCNP6ではボクセルファントムに比べてMRCPの計算時間は長くなる傾向を示したが、PHITSでは同程度もしくは短縮する傾向を示した。

Recently, Task Group 103 of the ICRP developed the mesh-type reference computational phantoms (MCRPs), which are planned for use in future ICRP dose coefficient calculation. Performance of major Monte Carlo particle transport codes (Geant4, MCNP6, and PHITS) were tested with MCRP. External and internal exposure of various particles and energies were calculated and the computational times and required memories were compared. Additionally calculation for voxel-mesh phantom was also conducted so that the influence of different mesh-representation in each code was studied. Memory usage of MRCP was as large as 10 GB with Geant4 and MCNP6 while it is much less with PHITS (1.2 GB). In addition, the computational time required for MRCP tends to increase compared to voxel-mesh phantoms with Geant4 and MCNP6 while it is equal or tends to decrease with PHITS.