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本講演では,モンテカルロシミュレーションに用いる物質データの作成方法について説明した.EGS5において「物質データ」は,PEGS5(PreprocessorforEGS5)と呼ばれる subprogram によって作成され
る.PEGS5 によって作成される物質データには,各物質における相互作用の断面積等,EGS5 のシミュレ
ーションに必要な物理データが含まれており,EGS5 によるモンテカルロシミュレーション時には,始めに
PEGS5 がユーザー指定の入力ファイルに従って物質データを作成し,その後の粒子移送計算時に物質デー
タを使用してシミュレーションを行う.PEGS5 入力ファイルには,大別して 3 種類の作成方法(ELEM:
元素,COMP:化合物,MIXT:混合物/混合気体)が存在する. 本実習では,PEGS5 による物質データ作成方法の解説を行い,実用的な物質データの作成方法を学んで
頂いた.
物質データの作成方法 京都大学医学部附属病院 椋本 宜学
平成 27 年度 実践セミナー
座
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日本放射線技術学会近畿支部雑誌 第22巻1号
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– STEP 1 ĔĔĔÁ�Page23 – STEP 2 ĔĔĔÁ�Page24 – STEP 3 ĔĔĔ �Page26
• �ëèà� � � � �ĔĔĔ �Page27 • F�§¾ � � � �ĔĔĔ �Page28 • ,�ñĎĕ¹� � � �ĔĔĔ �Page29
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EGS5ám �• EGS5Čĕ÷ĕöĕĀ�
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• øĈċđĕøčē��áD�ĖCGviewė�• yªþĕûá�VĖPEGS5ė�
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EGS (.f )
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MAIN SUBLOUTINE – Ì�xjD��– ÌùòĊÿď¥D�
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PEGS5 • PEGS5: Preprocessor for EGS5 (EGS5á#��ąĒõĎĉ)
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MAJOŚegs5/doc/pegs_user_manual.pdf Page 8
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ELEM *��
COMP '3y
MIXT w3y
ELEM+©±�+Ďº(�¡È)ß)
ïķ�ŘyČ)ÿŔ�=Q`Bdć��
ELEM+©±�+Ďº(ķńß)
(+Gas �) �MAJOŚegs5/doc/pegs_user_manual.pdf
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PEGS5ô|�R:<`)ä¸ë�
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• ��¤1âÁ3`BÌĖúĆĕúì6åė�
• ° ßúĆĕúĘ\�ÌĖ[EOF]á �àuUė�
• yª5âÁ30`BÌĖúĆĕúì6åė�
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o=Q`Bd{¡Ĺļʼnľ)Option �
• �,#�= 0�$ìĥŖÍ¥xŗ�• IRAYL = 1 (a<_dÇhËőĀ) • IBOUND = 1 (ÕđŐ¡EcTOcËőĀ) • INCOH = 1 (ÕđEcTOcÇhĦ±�) • ICPROF = -3 (PLT^d°�5) • IMPACT = 1 (KÝŐ¡ğăŐŏ) j)��)>TH]cŘÙę("�#*pegs_user_manual.pdfŖpp20-21,28ŗ9�í�EGS5ŘPEGS5$1R^D9Ò�(�
KEK EGSýāmŖhttp://rcwww.kek.jp/egsconf/ŗ�ıĕm´Î)ĶÊ/{¡%Ő¡)MCĩĆ
������� �@KEK PF BL14c
40 keV γ
Target
Z
Y
Cu,40 keV(EGS4+LP+DB=EGS5)
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Page 14
• ‘ELEM’: ElementŖ�pŗ)Â¥�• �IAPRIM’: ĺªŊÛę)ICRU-37+)Ĥ×���ŖÍ¥x$Ė¹ŗ�
• �IRAYL’: a<_dÇh��ŖĤ¥x$*úõŘ1$Ė¹ŗ�
• �IBOUND’- ‘IMPACT’: �o=Q`Bd{¡ʼnľ>TH]c�
ELEM &INP IRAYL=1, IBOUND=1, INCOH=1, ICPROF=-3, IMPACT=1 &END
�pŖs: Pbŗ�
Page 15
�pŖs: Pbŗ�PB PB PB 30 É¢�
• ‘PB’Ė1"øėĚEGS5Ü�|Öéyªþĕûá5���Ė�U: 30`BÜ�$ÔĘ#24`BìEGS5Ü�|ė�
• ‘PB’Ė2"øėĚHL&kà¶Öé=_ìZD��SSB�_ĖSternheimer-Seltzer-Berger�_: slac730 Table 2.3ėÁ�¤�àßÍ<3ĘSternheimer and Peierls)ʼnÈ$ĩĆ �
• ÃPB’Ė3"øėĚ�VÖéyªþĕûá��¤1�
���uÈŚ�egs5/doc/slac730.pdf Ŗpp78-83, Table 2.3ŗ� Page 16
• yªþĕûì�VÖéñāĐôĕ�8ĖMeVė�– ºAáóüÿòăñāĐôĕĖ�·�AEĘ�·�UEė�– �AáóüÿòăñāĐôĕĖ�·�APĘ�·�UPė�ºAáóüÿòăñāĐôĕâ»nª´ì6å�
ENER &INP AE=0.521, UE=20.511, AP=0.01, UP=20.0 &END
�pŖs: Pbŗ�
Page 17
COMP &INP NE=3,RHO=1.19,PZ=5.,8.,2.,
��ïŖs: ;C_`ØĚŗ�
• ‘COMP’: CompoundŖ��ïŗ)Â¥�• �NE’: ��ïg)yČ)ÿŔ)È�• �RHO’: ©±Ŗg/cm3ŗ�• �PZ’: ��ïg)�¡È)ß�
PMMA PMMA C H O • ‘C H O ’: ��¤1ìPZÝ4Õ½�Ü�$��ŖA2,1XėgM� Page 18
MIXT
è�ïŖs: Ăà20�, 1à�ŗ�
• ‘MIXT’: MixtureŖè�ïŗ)Â¥�
RHOZ = 0.755, 0.232, 0.013,
RHO=1.2929E-03, GASP=0.93174 RHO=1.2050E-03, GASP=1.0
• ‘RHOZ’: è�ïg)ķńßŖ pĀßŗ�
• RHO�GASP9ê±$ĠÜ�• àp)���
• �GASP’ (gas pressure) = 1.0×273 / (273 + 20) = 0.93174
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ĚėŖADIPOSE-TISSUE-ICRU44ŗ�
ĸĎēŖTISSUE-ICRU33ŗ�
ĸŕŖSOFT-BONEŗ�
Đ©ŕŖCORTICAL-BONE-ICRP23ŗ�
àp� ĂàŖAIR-ICRU44ŗ�
ÔıĕmPEGS5|�ôïķNdK qºR:<`)�¨�
ïķNdKqºR:<`: Phantom-1.inp
{¡é²uÈNdKSLC ŖÎÔŪď¾Ğ¤m��îŗ https://www.jsrt.or.jp/data/publication/item/pub01/677/
ïķNdKqºÏ)�ĖĶÊ�
Siebers et al. “Converting absorbed dose to medium to absorbed dose to water for Monte Carlo based photon beam
dose calculations”, Phys. Med. Biol. 45 (2000) 983–995.
Hubbell et al. “X-Ray Attenuation and Absorption for materials of Dosimetric Interest”, http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab2.html Page 22
EGS5 • ½�ïķ(�8�#EGS5)\dGd��EdP�)Ĭ´ą¼9�Ð�
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• ïķNdK9�Ð� ō�Ð�6ą¼�– STEP 1: �È)§Ĩ�– STEP 2: ïķ)¥Ĕ�– STEP 3: HW[adH]cĉ±)â¥�
\dGdEdP: phantom-2.f
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STEP 1 ������• EGS5$)�È)§Ĩ�
– COMMON�È��AUSGAB2HAWFAR'&%~Ľ)�È�
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• ïķ)È(�8�#�È9�Ð��
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�24É¢)ïķ�)�È(ł�)97wô¸�
include 'auxcommons/geom_common.f' ! geom-common file integer irinn
common/totals/ ! Variables to score
44| 45|
46| 47|
character*24 medarr(7) integer irinn 66|
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STEP 2 ������• PEGS$qº� ïķNdK9EGS(į.Ļ/�• �Ðą¼��nmed: ïķ)È=7 medarr: 24É¢)ïķ�ŖJUdJ9�/ŗ��medarr(n): CGview)ïķö�Ŗ0*ûĂŗ�
CGview
!------------------------------------------------------------ ! Step 2: pegs5-call !------------------------------------------------------------
! ---------------------------------
! Define media before calling PEGS5 ! ---------------------------------
nmed=7
97| 98| 99|
100| 101|
102| 103| 104|
105|
medarr(1)='WATER ' medarr(2)='AIR-ICRU44 ' medarr(3)='LUNG-ICRU44 '
medarr(4)='ADIPOSE-TISSUE-ICRU44 ' medarr(5)='TISSUE-ICRU33 '
medarr(6)='SOFT-BONE-ICRU44 ' medarr(7)='CORTICAL-BONE-ICRP23 '
111| 112| 113|
114| 115|
116| 117|
COMP &INP NE=2,RHO=1.00, PZ=2,1, IRAYL=1,IBOUND=1,INCOH=1,ICPROF=-3,IMPACT=1 /END
WATER H2O H O
EGS PEGS
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STEP 2 ������• Characteristic Dimensions(chard))ī¥�
– ïķÞ(�ŃÇhÏ)�������9|��– �)ïķ�rô�76Œ�)Ñ«µ9|��
ïķÞ(ī¥(cm�n)
�Ė: egs5/doc/slac730.pdfŖpp117-123ŗ�
chard(1) = 0.1d0 ! automatic step-size control (cm) chard(2) = 0.1d0
chard(3) = 0.1d0
chard(4) = 0.1d0
chard(5) = 0.1d0
chard(6) = 0.1d0 chard(7) = 0.1d0
125| 126|
127|
128|
129|
130| 131|
Page 26
STEP 3 �!"%'�#&��� ��• Œ�Þ(EGS5$)HW[adH]cĉ±9â¥�
– =Q`Bd)?LO>RŘïòñij)>TH]c�• PEGS5,EGS5fÌ$�>TH]c)Ė¹�·ģ�• HW[adH]c}p$Ė¹�6>TH]c��ïķÞŘŒ�Þ(¥Ĕ�6>TH]c��6�
�Ė: egs5/doc/slac730.pdfŖpp330-335, Table Bŗ�
! Set option except vacuum region do i=1,nreg-1
if(med(i).ne.0) then
iphter(i) = 1 ! Switches for PE-angle sampling
iedgfl(i) = 1 ! K & L-edge fluorescence
iauger(i) = 1 ! K & L-Auger iraylr(i) = 1 ! Rayleigh scattering
lpolar(i) = 1 ! Linearly-polarized photon scattering
incohr(i) = 1 ! S/Z rejection
iprofr(i) = 1 ! Doppler broadening
impacr(i) = 1 ! Electron impact ionization end if
end do
177| 178|
179|
180|
181|
182| 183|
184|
185|
186|
187| 188|
189|
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• EGS5$*ŘĩĆÏňüĒ) 0(��Ĥ¥x$*ïòñij9�ċ��#�
�Ė¹�#�6����6ř�
• HW[adH]c�6=Q`Bd®Ř��pĊŘ·ģ%�6ĉ±(3!#�
�Ė¹�,�ïòñij�÷'6 0Ř�
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� �pŖŅAUŗ)ïķNdK9qºŘ���EdP9å�#=^d)Òì9þĭř��
��EGS5\dGdEdP)�Ð ü Step 1: medarr, Step 2: nmed, medarr, chard
��CGView(#Œ�29Ņ(�ÐŘ ��EdP9å�#CGView$þĭř�
egs5run phantom-2 phantom-2 phantom-2
egs5run phantom-3 phantom-2 phantom-3
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• EGS5$*ŘPEGS5$ïķNdK���qº�7 ¶ŘEGS5)ĩĆ� -6ř��
• =^d9�(ĩĆ�&�-$å7 �9��¿Ä�ŘPEGSŘCGviewŘ�EGS)��ňĿ!#�6ą¼9vÜ�6ř�
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ÌÄegs5job.f(egs5ìvÖØæáąĒõĎĉăîïĐ) ÌÅegs5job.err(egs5F�eáñĎĕăîïĐ) ÌÆegs5job.exe(egs5F�ăîïĐ) ÌÇpgs5job.pegs5err(pegs5F�eáñĎĕăîïĐ) ÌÈpgs5job.pegs5lst(yªþĕû�$ăîïĐ) ÌÉegs5job.out(�k�$ăîïĐ) ÌÊegs5job.out99(���|óðēÿ�$ăîïĐ) ÌËegs5job.pic(CGView|]I�¬«þĕû�$ăîïĐ)
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