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放射エネルギーの波長より十分大きな寸法の粒子で構成されている充填層における放射エネルギーの透過特性を調べるため、モンテカルロ法により直接シミュレーションを行ない、以下のような結果を得た。
1.任意の充填率の3次元不規則配列充填球層を作成するプログラムを開発した。
2.等径平行円柱を並べた充填層中の放射透過解析と実験を行い、充填層中の放射エネルギー伝播機構としては、球間隔のコリメート作用とストリーミング作用、及び球表面での多重反射が重要であること示した。
3.3次元配列充填球層内の放射透過解析により、以下のことを示した。
(1)規則配列充填層の透過率はコリメート作用により、一般的には不規則配列より低い。
(2)充填層を近似的に連結体と仮定し、減衰係数を散乱位相関数を用いて求めた放射エネルギー透過率は、実際の透過率に比べ、はるかに大きい。
(3)充填率が0.3以下では、配列の規則性は透過率の顕著な影響を及ぼさない。
(4)充填層全体の反射率は、不規則配列の場合、充填率によってあまり変化しないが、規則配列の場合、充填率を高めると増加する。
(5)充填層に側壁が存在すると、その近傍の球の局所充填率が低下するため、透過率が増加する。
(6)鏡面反射性球の充填層の透過率は、乱反射性の球のそれより大きい。
今後は、以上の研究で求められた、3次元不規則配列充填球層の透過解析手法を用いて、(1)〜(6)の現象のおこる機構を解析するとともに、従来法である連続体近似法(上記(2))の精度向上のための補正法の開発を行ってゆく考えである。
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