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電子モンテカルロシミレーション

電子モンテカルロシミレーション. 相互作用 近似 輸送方法. 2007..6.13 Last modified (KEK) 波戸、平山 ( ミシガン大 ) A.F.Bielajew. 重大な 相互作用と 軽微な 相互作用. - しきいエネルギー ( AE, AP ) ：ユーザーが設定 (PEGS 入力 ) 重大な相互作用（大きな影響）：個別サンプリング モラー／バーバー散乱 (2 次粒子エネルギー >AE ) e ± e - → e ± e - 制動輻射 ( 光子エネルギー >AP ) e ± N→ e ± g Ｎ

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電子モンテカルロシミレーション

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Presentation Transcript

  1. 電子モンテカルロシミレーション 相互作用 近似 輸送方法 2007..6.13 Last modified (KEK) 波戸、平山 (ミシガン大) A.F.Bielajew

  2. 重大な相互作用と軽微な相互作用 -しきいエネルギー(AE, AP)：ユーザーが設定(PEGS入力) • 重大な相互作用（大きな影響）：個別サンプリング • モラー／バーバー散乱 (2次粒子エネルギー>AE) e± e- →e± e- • 制動輻射 (光子エネルギー>AP) e± N→e±gＮ • 飛行中および静止時の消滅 e+e- → 2g • 軽微な相互作用（小さな影響）：まとめてサンプリング • モラー／バーバー散乱 (2次粒子エネルギー<AE) エネルギー • 制動輻射 (光子エネルギー<AP) 吸収 • 原子励起 • 多重クーロン散乱

  3. 重大な（Catastrophic）相互作用

  4. e±,E γ,k N N e±,E0 制動輻射 E0=E + k k>AP • Ｚ２ に比例 • 3体角度分布無視 • Ｚ２ →Ｚ(Z+ξ(Z)) • <50 MeV 経験的補正 • >50 MeV (Extremely relativistic limit) • TF スクリーニング • 1/Eγ発散 • e-,e+同一視 ミグダル効果無視 >10 GeV e±方向不変 Θγ＝ｍｅ/E0 チップ →0

  5. バーバー散乱 e-,E1’ モラー散乱 e-,E2’ e-,E1’ e+,E2’ e-,E1’ e+,E2’ + e-,E1 e-,E2 e-,E1 e+,E2 e-,E1 e+,E2 同種粒子: しきい:2(AE-RM) 異種粒子：しきい:AE-RM １／ｖ２ Ｚに比例 ターゲットe-は自由 • EGS5 New Physics (optional) - K-X ray production in Moller (Electron Impact Ionization)

  6. 消滅 γ,E1’ γ,E２’ • 飛行中および静止時 • e+e-→nγ(n>2)無視 • e+e- →γN*無視 • ECUTでe+消滅 残りの移動は無視 • 束縛無視 e-,E1 e+,E2

  7. 統計的にグループ化して扱う相互作用

  8. γ 凝縮近似(Condensed Random Walk) δ γ γ δ δ 現実（？） MFP:nm単位 δ γ e- δ δ γ δ 連続減速近似 e- δ線、制動輻射： >しきいエネルギーのみ γ δ 多重散乱近似 多重散乱角Θms(E,Z,t) モリエール理論 e- γ δ

  9. 「連続」エネルギー損失 衝突エネルギー損失（e±区別） 放射エネルギー損失（e±同一視） • K殻エネルギーの十分上 • ベーテ・ブロッコ理論+密度効果 • 制動輻射断面積の積分

  10. 電子の阻止能（非制限） Ar密度効果小 C 衝突 1/v2飽和 Ｚに比例 Pb (Ｚ/A,Iの違い) 輻射 Ｚ2に比例 Sn Pb Ar C

  11. t Θ ρ s 最終方向 初期方向 多重散乱ステップ 移動距離補正 横変位 t/s ρ EGS4 △* × PRESTA ○ ○ *2倍までの過大評価

  12. 多重散乱角 Z Z e - Z Z t Θ Z Z Z f(Θ)=? : tだけの移動後の多重散乱角分布 • Fermi-Eyges 理論 • Goudsmit-Saunderson理論：EGS5 • モリエールの小角長ステップ理論: EGS4, PRESTA, EGS5

  13. ここまで

  14. クラスⅠとクラスⅡ クラスⅡ(EGS) 相関ありのエネルギー損失 クラスⅠ 相関なしのエネルギー損失 E E0 t E E0 t Eδ Eδ E=E0-ΔE(t) Edep=ΔE(t)-Eδ E=E0-t LcolAE-Eδ Edep=t LcolAE • ΔE(t):エネルギー損失ストラグリング分布から サンプリングしたエネルギー損失 • LcolAE:AE以下の２次粒子に対する制限付き 衝突阻止能

  15. t Θ ρ s e±が「t」だけ動くときのエネルギー吸収 ガウス分布の連続エネルギー損失の平均値 薄い体系にはランダウ分布が必要 吸収線量 (Gy)=エネルギー吸収(J)/質量(kg) エネルギー吸収

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