検出器応答関数計算への応用

Application to the calculation of detector response function

平田 悠歩   

Hirata, Yuho

シンチレーターなどの検出器は高エネルギー粒子線に対して感度低下を示すが、これらを従来の放射線挙動計算コードは正確に再現できなかった。そこで、検出器の応答関数をPHITSで正確に予測する機能の開発を目的として、感度低下に関係する微小領域への付与エネルギーの集中に着目して研究を進めた。本発表では、PHITSに実装されているマイクロドジメトリ関数を活用し、蛍光体中のエネルギー付与密度を計算し、蛍光体の応答を予測する手法について報告する。ここでは、検出器で利用されている蛍光体BaFBr:Euへ高エネルギー粒子線を照射し、その際のエネルギー付与密度をPHITSで計算した。その結果と線照射に対する応答を組み合わせて発光効率を計算する手法を開発し、高エネルギー粒子線に対するBaFBr:Euの発光効率の実測値を再現することに成功した。今後、PHITSの飛跡構造解析モードを用いて、蛍光体の応答を理論的に予測する手法の開発を進める予定である。

Detectors such as scintillators show a decrease in sensitivity to high-energy charged particles, however, conventional radiation behavior calculation codes cannot accurately reproduce these decreases. We focused on the concentration of energy applied to minute regions related to sensitivity reduction and developed a model that predicts the response function of the detector using PHITS. In this presentation, we introduce a method to predict the response of a detector by calculating the energy deposition density using the microdosimetry function implemented in PHITS. We measured the response of the radiation-induced phosphor BaFBr:Eu used as a detector to high-energy charged particles and calculated the energy deposition density by PHITS. We have developed a method to calculate the luminescence efficiency by combining the calculated energy deposition density and the response to gamma-ray irradiation and succeeded in reproducing the measured value of the luminescence efficiency of BaFBr:Eu for high-energy charged particles. We will develop a method for theoretically predicting the response of phosphors using the track structure analysis mode of PHITS.