加速器による高品質医療用RIの大量生成に向けたPHITSとDCHAINによる放射能評価手法の高度化

Improvement of radioactivity estimation method using PHITS and DCHAIN for mass production of high-quality medical RI in accelerators

橋本 慎太郎  ; 永井 泰樹*

Hashimoto, Shintaro; Nagai, Yasuki*

加速器中性子を利用したRIの製造法に関する研究において、ビーム照射によるRI生成量とその時間経過を計算可能な粒子輸送計算コードPHITSと誘導放射能計算コードDCHAINは強力なツールである。我々はこれらの組み合わせ計算において信頼性が不十分だった20MeV以上の中性子によるRI生成量の計算方法を高度化した。従来20MeV以上の中性子によるRI生成は核反応モデルによって計算しており、幾つかのRIに関して実験値との一致が十分ではなかった。そこで、20MeV以上の評価済み核データを参照ファイルとして用意し、組み合わせ計算において自動的に使用する機能を開発することで、20MeV以上の中性子が寄与するRI生成についても信頼性を向上させた。本発表では、本手法の有効性を示すために、40MeV重陽子とBeの反応により生成される中性子をZnサンプルに照射した計算を紹介する。例えば、核反応モデルによって計算したZn(n,n+p)Cuの断面積は過大評価となり、Znサンプルに中性子を照射した場合のCu生成量も実験値を再現しない。一方、評価済み核データを使用した生成量は実験値を再現しており、本手法が有効であることがわかった。

In the study of radioisotope (RI) production using accelerator neutrons, a combination method of the particle transport code PHITS and the induced radioactivity code DCHAIN is powerful tools for calculating the RI production and its time course due to beam irradiation. We improved the method of RI production by neutrons above 20 MeV, which was not sufficiently reliable in the combined calculations. The RI production by neutrons above 20 MeV is usually calculated by a nuclear reaction model, which does not reproduce experimental data well. Therefore, we improved the method by preparing evaluated nuclear data of neutrons above 20 MeV and using it automatically in the combined calculation.