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論文

Modernization of the DCHAIN-PHITS activation code with new features and updated data libraries

Ratliff, H.; 松田 規宏; 安部 晋一郎; 三浦 孝充*; 古田 琢哉; 岩元 洋介; 佐藤 達彦

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 484, p.29 - 41, 2020/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Instruments & Instrumentation)

This paper details the recent improvements made to the DCHAIN-PHITS code, the activation, buildup, burnup, and decay code coupled to and distributed with PHITS. The recent improvements include the addition of numerous new decay and cross section nuclear data libraries, statistical uncertainty propagation implementation, support for 3-D grid mesh and tetrahedral geometries, reaction tracking, performance improvements, and more. The paper covers the DCHAIN's history, theory, usage, and improvements made to it and also includes example calculations showcasing these improvements. This is the first publication covering DCHAIN since the PHITS group obtained the code and will become the new reference journal paper for DCHAIN-PHITS. (The current reference document for DCHAIN is a JAERI document in Japanese only from 2001.)

口頭

Improvements to DCHAIN-SP and its data libraries

Ratliff, H.; 今野 力; 松田 規宏; 佐藤 達彦

no journal, , 

DCHAIN-SP, the radionuclide build-up and decay code distributed alongside and used with the PHITS particle transport code, currently does not propagate statistical uncertainties from values calculated in PHITS through its own calculations, allowing for misinterpretation of results as being of high statistical clarity regardless of whether that is the case. This work resolves this concern by implementing statistical uncertainty propagation functionality. Additionally, DCHAIN-SP relies on fairly dated data libraries-decay data from 1980s and 1990s evaluations and neutron reaction cross sections from a 2005 evaluation-which have now been modernized to evaluations from the past five years. The presentation will highlight some of the improvements these modern libraries have over the older ones. DCHAIN-SP has not had major development in years, particularly concerning its data libraries, and this presentation will alert past and potential future users that this code is being updated.

口頭

Particle and Heavy Ion Transport code System: PHITS

佐藤 達彦; 岩元 洋介; 橋本 慎太郎; 小川 達彦; 古田 琢哉; 安部 晋一郎; 甲斐 健師; Tsai, P.-E.; 松田 規宏; 松谷 悠佑; et al.

no journal, , 

PHITSとは、原子力機構が中心となって開発を進めている汎用モンテカルロ放射線輸送計算コードであり、あらゆる物質中での様々な放射線挙動を模擬することができる。その計算精度は、包括的に行ったベンチマーク計算により保証されており、加速器遮蔽、医学物理、放射線防護、粒子・宇宙線物理、環境科学など様々な分野で応用されている。PHITSは、Windows, Mac, Linuxなどほぼ全てのコンピュータ上で動作し、メモリ分散型(MPI)及びメモリ共有型(OpenMP)並列計算に対応している。発表では、最新版PHITSの特徴について解説するとともに、ベンチマーク計算結果などを紹介する。

口頭

Assessment of MCNP6 and PHITS-predicted secondary neutron yields from experimentally emulated galactic cosmic ray interactions

Ratliff, H.; McGirl, N.*; Castellanos, L.*; Wang, H.-C.*; Srikrishna, A.*; Heilbronn, L.*

no journal, , 

Benchmark experiments conducted at the NASA Space Radiation Laboratory emulating cosmic ray interactions with spacecraft shielding materials measured the double-differential yields of neutrons and light ions produced from 15 different beams interacting with 8 different thick-target configurations over 500 hours of beam time. A large volume of simulations of the experiments were conducted using the PHITS and MCNP6 general purpose Monte Carlo particle transport codes; this work focuses on assessing the performance of the codes in their prediction of the measured neutron spectra. While the neutron spectra predicted by the codes were in general agreement with the experimental results, clear systematic deviations between the experimental and simulated results also emerged. In particular, the codes often overpredicted the high-energy peak at low angles associated with projectile fragmentation and significantly overpredicted the highest-energy portions of the yield spectra at higher detector angles (60 degrees and higher, relative to the beamline). This presentation seeks to explore the performance of PHITS and MCNP6 in these scenarios and specifically bring attention to where the codes underperform, highlighting where improvements to the physics models within the codes may need further development and/or tuning.

口頭

Overview of the DCHAIN-PHITS activation code and its application in accelerator environments

Ratliff, H.

no journal, , 

本発表では、PHITS-DCHAINによる加速器施設の誘導放射能の計算に関し、モデル化の方法や結果の表示機能に関する概要を紹介する。最初に、数学的な原理とコードでの計算が実際にどのように関係しているかという観点から、DCHAIN-PHITSによる計算でバックグラウンドとしたコアな手法を説明する。その後、計算結果の出力を行う際に利用可能なオプションを重点的に説明する。ここでは、表示に用いるジオメトリタイプ(領域セル/xyz /四面体メッシュ)、照射スケジュールと出力時間の指定、使用するデータライブラリの決定などの選択が含まれる。出力ファイルの内容については、加速器施設の環境でのDCHAIN-PHITSの使用例により紹介する。

口頭

DCHAIN-PHITS; A Brief introduction and summary of recent improvements

Ratliff, H.

no journal, , 

DCHAIN-PHITSは、PHITSの輸送機能と統合して放射化および放射性崩壊を計算するコードである。DCHAINは既にPHITSへ統合されていた一方で、2019年時点で20年近くにわたって実質的な機能の更新はなく、核データライブラリの多くもかなり古いものが使用されていた。そこで、改良を進め、DCHAIN内での全核データライブラリを利用可能な最新のデータとする他、様々な新機能がDCHAINに追加された。これらはPHITSとの統合をさらに強化し、より多くの情報の抽出と迅速な視覚化を可能とした。また、DCHAINによって計算された崩壊放射線については、核変換された材料組成を利用するPHITSの計算を容易とさせた。今後のアップデートでは、2014年のアップデートで無効になっていた中性子誘起および自発核分裂反応を使用して計算を実行する機能が復元される予定である。この最終ステップにより、DCHAINが全ての主要な核種生成反応メカニズムを処理することが可能となる。

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