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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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Presentation Transcript
slide1

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

slide2
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
slide4

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

slide5

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)

slide6
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

condensed random walk

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

slide9
「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
slide10

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

slide11

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

slide12
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

slide14
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

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

slide15

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