Development and experimental validation of an electron track structure code to develop a model for reproducing radiation detector response

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K14630
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Hirata Yuho 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究員 (30881057)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: モンテカルロシミュレーション / 放射線計測 / 電子挙動解析 / 消光現象 / 重粒子線

Outline of Final Research Achievements

The goal of this research was to theoretically reproduce the detection process of radiation detectors by developing a new feature in the radiation transport calculation code PHITS, which precisely calculates radiation behavior at the nanoscale. This new feature can simulate the generation of excited electrons, essential for evaluating detector responses. Additionally, a model was developed to predict the response of phosphor detectors to particle radiation. Comparisons with experimental data confirmed that this model accurately reproduces the detection process.

Free Research Field

放射線物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により開発されたシミュレーションコードは、放射線検出器の検出過程をナノスケールで精密に解析する能力を備えている。これにより、放射線検出器の測定結果の補正や新たな検出器の開発に役立てることが可能となり、正確な放射線量の評価を通じて、より安全な放射線利用に貢献できる。さらに、このコードは検出器応答の評価に限らず、様々な物質への放射線影響を評価するための汎用モデルとして使用可能である。これにより、材料損傷のメカニズム解析など、幅広い分野での応用が期待できる。