電子線,陽子線,炭素線のPHITS飛跡構造解析モード

Track-structure mode for electrons, protons and carbon ions in the PHITS code

松谷 悠佑  ; 甲斐 健師   ; 小川 達彦   ; 平田 悠歩   ; 佐藤 達彦   

Matsuya, Yusuke; Kai, Takeshi; Ogawa, Tatsuhiko; Hirata, Yuho; Sato, Tatsuhiko

Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS)は、放射線挙動を模擬する汎用モンテカルロコードであり、原子力分野のみならず工学,医学,理学などの多様な分野で広く利用されている。PHITSは2010年に公開されて以降、機能拡張や利便性向上のために改良が進められてきた。今日までに、電子線,陽電子線,陽子線,炭素線の4種類の荷電粒子を対象として、液相水中における個々の原子との反応を模擬できる飛跡構造解析モードの開発を進めてきた。本モードの開発により、DNAスケールまで分解した微視的な線量付与の計算が可能となった。加えて、飛跡構造解析モードの高精度化へ向けて、任意物質中において多様な粒子タイプに適用可能な汎用的飛跡構造解析モードの開発も進められている。本稿で解説するPHITS飛跡構造解析モードに関するこれまでの開発経緯と将来展望により、PHITSコードの原子物理学,放射線化学,量子生命科学分野への応用がより一層期待される。

Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) is a general-purpose Monte Carlo code enabling radiation kinetics, which is often used in diverse research fields, such as atomic energy, engineering, medicine and science. After released in 2010, the PHITS code has been developed to expand its functions and to improve its convenience. In the few years, track-structure mode has been introduced in PHITS that can simulate each atomic interaction by electrons, positions, protons and carbon ions in liquid water. Thanks to the development of track-structure mode, the latest PHITS code enables microscopic dose calculations by decomposing it to the scale of DNA. Aiming at realizing the track-structure mode with high precision, the further developments of electron and ion track-structure mode for arbitrary materials are recently ongoing. This review shows the development history and future prospect of PHITS track-structure mode, which can expect to be further applied to the research fields of atomic physics, radiation chemistry, and quantum life science.