Development of a model for evaluating the luminescence intensity of phosphors based on the PHITS track-structure simulation

放射線検出器の応答評価に向けたPHITS飛跡構造解析モードによる蛍光体における放射線相互作用の解析

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

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

蛍光体の粒子線に対する発光効率は消光効果により低下することが知られている。蛍光体検出器を用いて正確な線量分布を得るためには、消光効果のメカニズムを理解することが不可欠である。本研究では、PHITSに実装された任意の物質に対する飛跡構造解析モードに基づいて蛍光体の発光強度を推定する新しいモデルを開発した。開発したモデルにより、BaFBr検出器の消光効果のシミュレーションが可能となり、その結果を対応する測定データと比較することにより検証した。このモデルは、様々なの蛍光体検出器の開発に貢献することが期待される。

The luminescence efficiency of the phosphors for swift ions is known to decrease because of the quenching effects. To obtain the precise dose distributions using phosphor detectors, understanding the mechanisms of quenching effects is mandatory. Here, we developed a new model for estimating the luminescence intensity of phosphors based on the track-structure modes for arbitrary materials implemented in PHITS. The developed model enabled the simulation of the quenching effects of the BaFBr detector and was verified by comparing the results to the corresponding measured data. The present model is expected to contribute to developing phosphor detectors worldwide.