PHITSにおけるイオンの飛跡構造計算機能の開発

Development of track-structure simulation mode of ions in PHITS

甲斐 健師   ; 佐藤 達彦   ; Liamsuwan, T.*; Nikjoo, H.*

Kai, Takeshi; Sato, Tatsuhiko; Liamsuwan, T.*; Nikjoo, H.*

放射線と物質の相互作用研究において、PHITSのような汎用放射線輸送計算コードは、センチメートルスケールの複雑体系における線量評価と共に、ナノスケールの微視的空間領域で誘発される放射線作用を研究する分野への適用も期待されている。そのため、これまでの電子に加えて、陽子及び炭素イオンの微視的挙動及び分子レベルのエネルギー付与量(電離や電子的励起)を解析するため、飛跡構造計算機能を高度化して、PHITSへ実装した。PHITSはこれまで細胞レベルのエネルギー付与計算が限界であったが、高度化した飛跡構造計算機能を適用することで、分子レベルの放射線分解・反応が関与するDNA損傷の推定等への適用が期待される。

A general purpose particle transport simulation code, PHITS is expected to apply dose evaluation in macroscopic systems as well as radiation interaction investigation in nanoscale for study of interaction between radiations and materials. To clear the problem, we implemented track structure calculation codes into the PHITS. The codes make microscopic behavior as well as energy depositions (ionization and excitation) of the electrons, protons and carbon ions possible. The PHITS could evaluate radiation dose of cellar size. As this implementation, DNA damage predictions, which need radiation interaction in the molecular levels, will be expected using this track-structure simulation mode.