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2019 年度 実績報告書

イオントラックコアによる微視的複雑体系の放射線作用解明研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K07022
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

甲斐 健師  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, 研究副主幹 (70403037)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード放射線工学・ビーム科学 / イオン飛跡 / DNA損傷
研究実績の概要

放射線と物質の相互作用研究において、Particle and Heavy Ion Transport code System(PHITS)のような汎用放射線輸送計算コードは、マクロな複雑体系における線量評価と共に、ナノスケールの微視的空間内で誘発される放射線作用研究への適用も期待されている。これは、放射線作用自体が物質のミクロな物理現象であるにも関わらず、その主体となる低エネルギー電子の放射線作用が未解明要素を多く含むためである。本研究では、PHITSの飛跡構造解析モードを開発し、微視的複雑体系における放射線作用を計算可能にする。その計算機能を利用し、これまで計算が困難であった低エネルギー電子が作用するDNAの複雑損傷機構解明を目指す。更に、陽子・炭素イオンの飛跡構造解析モードも開発し、本計算機能の波及効果を狙う。
令和元年度は、PHTISの電子飛跡構造解析モードを利用したDNA損傷モデリングを拡張し、シミュレーション結果と実験結果と比較することで検証した。本研究による結果は、DNA照射実験における様々な種類のDNA損傷収量を評価することが可能であることを示した。本研究で目指したイオン飛跡構造解析モードの開発も完了し、PHITS ver3.20において一般公開するに至った。これにより、多くのユーザーが利用可能になったことで、本研究で目指したイオントラックコアによる微視的複雑体系の放射線作用解明が飛躍的に進展することが期待される。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] A Simplified Cluster Analysis of Electron Track Structure for Estimating Complex DNA Damage Yields2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuya Yusuke、Nakano Toshiaki、Kai Takeshi、Shikazono Naoya、Akamatsu Ken、Yoshii Yuji、Sato Tatsuhiko
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 ページ: 1701~1701

    • DOI

      10.3390/ijms21051701

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modeling of yield estimation for DNA strand breaks based on Monte Carlo simulations of electron track structure in liquid water2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuya Yusuke、Kai Takeshi、Yoshii Yuji、Yachi Yoshie、Naijo Shingo、Date Hiroyuki、Sato Tatsuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 126 ページ: 124701~124701

    • DOI

      10.1063/1.5115519

    • 査読あり
  • [学会発表] PHITSによる電子線トラック構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      1)甲斐健師、松谷悠佑, 佐藤達彦
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会

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公開日: 2021-01-27  

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