JP6587126B2 - Radiation calculation apparatus, radiation calculation method, and radiation calculation program - Google Patents

Radiation calculation apparatus, radiation calculation method, and radiation calculation program Download PDF

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Description

本発明は、放射線の挙動を計算する技術に関する。   The present invention relates to a technique for calculating the behavior of radiation.

コンピューター関連技術の進歩により、今日ではコンピューター上で放射線の挙動を精密に計算することが可能になっている。例えば、放射線の質量や電荷などの物理量と、放射線が通過する物質の原子の種類や質量などに基づいて、放射線が物質を通過する際のエネルギー損失量を精密に計算することが可能である。また、モンテカルロシミュレーションと呼ばれるシミュレーション方法をコンピューター上で行うことも可能となっている。この方法では、コンピューター上で乱数を発生させ、その乱数に基づいて放射線の挙動を決定する。放射線が物質中を通過する際の挙動は一般に確率事象であるため、こうすることにより、放射線の挙動を確率的に予測することができる。加えて、解析学的な計算が難しい複雑な構造の部材についても、モンテカルロシミュレーションを用いることにより、その部材を通過した際の放射線の挙動を予測することが可能である。こうした技術を用いて、放射線計測の分野では、物質を通過して放射線検出器に到達した放射線がどのような挙動を示すのかを計算することが行われている(特許文献1)。   Due to advances in computer technology, it is now possible to accurately calculate radiation behavior on a computer. For example, it is possible to accurately calculate the amount of energy loss when radiation passes through a substance based on physical quantities such as the mass and charge of the radiation and the type and mass of atoms of the substance through which the radiation passes. It is also possible to perform a simulation method called Monte Carlo simulation on a computer. In this method, a random number is generated on a computer, and the behavior of radiation is determined based on the random number. Since the behavior of radiation passing through a substance is generally a stochastic event, the behavior of radiation can be predicted probabilistically by doing so. In addition, it is possible to predict the behavior of radiation when passing through a member having a complicated structure that is difficult to calculate analytically by using Monte Carlo simulation. Using such a technique, in the field of radiation measurement, the behavior of radiation that has passed through a substance and reached a radiation detector is calculated (Patent Document 1).

特表2008−525968号公報Special table 2008-525968 gazette

しかし、宇宙線のように様々な方向から大量に飛来する放射線についてこうした技術を用いて挙動を計算しようとした場合、計算量が多大になってしまうという問題があった。例えば宇宙線の場合、宇宙線はわずかな面積に対しても高い頻度(1平方センチメートルに1分間に約1個の頻度)で降り注ぐため、ある程度の広さを持った面積に降り注ぐ宇宙線について物質を通過した際の挙動を算出しようとすると、宇宙線の数が膨大になってしまい、それに伴って計算量が膨大になってしまう。同様に、ガンマ線が様々な方向から飛来する状況や、様々な方向から中性子が飛来する状況について放射線の挙動を計算しようとする場合も、放射線の量が膨大になり、計算量が膨大になってしまう。こうした理由から、放射線の挙動を計算することが困難であった。   However, there has been a problem that the amount of calculation becomes large when trying to calculate the behavior of such radiation using a large amount of radiation from various directions such as cosmic rays. For example, in the case of cosmic rays, cosmic rays are frequently applied to even a small area (about one frequency per minute per square centimeter), so substances are applied to cosmic rays that fall into a certain area. If it is going to calculate the behavior when passing, the number of cosmic rays will become enormous, and the calculation amount will become enormous accordingly. Similarly, when trying to calculate the behavior of radiation for situations where gamma rays come from various directions or neutrons come from various directions, the amount of radiation becomes enormous and the amount of computation becomes enormous. End up. For these reasons, it has been difficult to calculate the behavior of radiation.

この発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、様々な方向から飛来する放射線についても、物質を通過した際の挙動を計算可能とする技術の提供を目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of calculating the behavior of radiation coming from various directions when passing through a substance.

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の放射線計算装置は次の構成を採用した。すなわち、
複数の方向から物質に入射する放射線について、該物質を通過した後の該放射線の物理量を計算する放射線計算装置であって、
前記物質の組成および幾何学構造を記憶する物質情報記憶手段と、
前記放射線の前記物理量が計算される位置である物理量計算位置を記憶する物理量計算位置記憶手段と、
前記物理量計算位置への前記放射線の入射方向を決定する入射方向決定手段と、
前記物理量計算位置から前記入射方向に沿って、前記物質の組成および幾何学構造の情報を取得する入射方向物質情報取得手段と、
前記取得した組成および幾何学構造を有する物質を放射線が通過する際の挙動情報を取得する挙動情報取得手段と、
複数の前記入射方向についての前記挙動情報に基づいて、前記物理量計算位置での複数の方向からの前記放射線の前記物理量を計算する物理量計算手段と
を備えることを要旨とする。
In order to solve at least a part of the problems described above, the radiation calculation apparatus of the present invention employs the following configuration. That is,
A radiation calculation device that calculates a physical quantity of radiation after passing through the material for radiation incident on the material from a plurality of directions,
Substance information storage means for storing the composition and geometric structure of the substance;
Physical quantity calculation position storage means for storing a physical quantity calculation position which is a position where the physical quantity of the radiation is calculated;
An incident direction determining means for determining an incident direction of the radiation to the physical quantity calculation position;
Incident direction substance information acquisition means for acquiring composition and geometric structure information of the substance along the incident direction from the physical quantity calculation position;
Behavior information acquisition means for acquiring behavior information when radiation passes through the substance having the acquired composition and geometric structure;
And a physical quantity calculation means for calculating the physical quantity of the radiation from a plurality of directions at the physical quantity calculation position based on the behavior information regarding the plurality of incident directions.

また、上述の放射線計算装置に対応する本発明の放射線計算方法は、
複数の方向から物質に入射する放射線について、該物質を通過した後の該放射線の物理量を計算する放射線計算方法であって、
前記物質の組成および幾何学構造を記憶する物質情報記憶工程と、
前記放射線の前記物理量が計算される位置である物理量計算位置を記憶する物理量計算位置記憶工程と、
前記物理量計算位置への前記放射線の入射方向を決定する入射方向決定工程と、
前記物理量計算位置から前記入射方向に沿って、前記物質の組成および幾何学構造の情報を取得する入射方向物質情報取得工程と、
前記取得した組成および幾何学構造を有する物質を放射線が通過する際の挙動情報を取得する挙動情報取得工程と、
複数の前記入射方向についての前記挙動情報に基づいて、前記物理量計算位置での複数の方向からの前記放射線の前記物理量を計算する物理量計算工程と
を備えることを要旨とする。
Further, the radiation calculation method of the present invention corresponding to the above-described radiation calculation apparatus is as follows.
A radiation calculation method for calculating a physical quantity of the radiation after passing through the substance with respect to radiation incident on the substance from a plurality of directions,
A substance information storing step for storing the composition and geometric structure of the substance;
A physical quantity calculation position storing step for storing a physical quantity calculation position which is a position where the physical quantity of the radiation is calculated;
An incident direction determining step for determining an incident direction of the radiation to the physical quantity calculation position;
Incident direction material information acquisition step for acquiring information of the composition and geometric structure of the material along the incident direction from the physical quantity calculation position;
A behavior information acquisition step of acquiring behavior information when radiation passes through the substance having the acquired composition and geometric structure;
And a physical quantity calculation step of calculating the physical quantity of the radiation from a plurality of directions at the physical quantity calculation position based on the behavior information regarding the plurality of incident directions.

かかる本発明の計算装置および計算方法では、放射線が通過する物質の組成および幾何学構造を記憶する。ここで物質の組成とは、物質の物理的な性質を特徴づけるものであればどのようなものでもよい。例えば、物質の質量であってもよいし、あるいは原子数、原子番号、各組成元素の比率、質量数、放射長、核反応断面積などであってもよく、種々の物理量を用いることが可能である。また、幾何学構造としては、その物質の形状であってもよいし、あるいはより複雑に、例えば三次元のCADデータのように複雑な構造であってもよい。また、その物質を構成する各部分ごとに、物質の組成と幾何学構造とを組み合わせて記憶してもよい。例えば、物質の各部分ごとに、原子の種類や材質などの組成情報と、その幾何学構造とを記憶した三次元CADデータを用いてもよい。   In the calculation apparatus and calculation method of the present invention, the composition and geometric structure of the substance through which the radiation passes are stored. Here, the composition of the substance may be anything as long as it characterizes the physical properties of the substance. For example, it may be the mass of the substance, or it may be the number of atoms, atomic number, ratio of each constituent element, mass number, radiation length, nuclear reaction cross section, etc., and various physical quantities can be used. It is. The geometric structure may be the shape of the substance, or may be a more complicated structure such as three-dimensional CAD data. Moreover, you may memorize | store combining the composition and geometric structure of a substance for each part which comprises the substance. For example, for each part of the substance, three-dimensional CAD data storing the composition information such as the type and material of the atom and the geometric structure thereof may be used.

本発明の計算装置および計算方法では、放射線の物理量を計算する位置である物理量計算位置を記憶するとともに、この物理量計算位置に対して放射線が入射する方向を決定する。入射する方向を決定する際には種々の方法を採用することが可能である。例えば地上付近での宇宙線を対象とするのであれば、宇宙線は上空のどの方向からも降り注いでくるので、物理量計算位置から上空の各方向に向かって線分を延ばせば、いずれの線分に沿っても入射する宇宙線が存在すると考えられる。そこで、こうした線分に沿う方向を入射方向として決定するものとしてもよい。   In the calculation apparatus and calculation method of the present invention, a physical quantity calculation position that is a position for calculating a physical quantity of radiation is stored, and a direction in which the radiation is incident on the physical quantity calculation position is determined. Various methods can be employed to determine the incident direction. For example, if you are targeting cosmic rays near the ground, cosmic rays will flow from any direction in the sky, so if you extend the line segment from the physical quantity calculation direction to each direction in the sky, It is thought that there are incident cosmic rays along the line. Therefore, the direction along such a line segment may be determined as the incident direction.

入射方向を決定したら、物理量計算位置から入射方向に沿って、物質の組成と幾何学構造を取得する。例えば、線分に沿って、物質の元素の種類と厚さとを直線状に並べた情報を取得すればよい。もちろん直線状に取得するのではなく、広がりをもった2次元や3次元の情報を取得してもよい。なお、本発明で「前記物理量計算位置から前記入射方向に沿って」とは、物質の組成および幾何学構造の取得を物理量計算位置から開始することに限定するものではなく、入射方向に沿って取得しさえすればどのような順に取得してもよい。例えば、入射方向にそって物理量計算位置とは反対側から取得を開始してもよいし、あるいは任意の位置から取得を開始してもよい。どのような順であっても組成および幾何学構造を取得可能である。   When the incident direction is determined, the composition and geometric structure of the substance are acquired along the incident direction from the physical quantity calculation position. For example, what is necessary is just to acquire the information which arranged the kind and thickness of the element of a substance in a straight line along the line segment. Of course, the information may not be acquired in a straight line but may be acquired as two-dimensional or three-dimensional information having a spread. In the present invention, “from the physical quantity calculation position along the incident direction” is not limited to starting acquisition of the composition and geometric structure of the substance from the physical quantity calculation position, but along the incident direction. As long as they are acquired, they may be acquired in any order. For example, acquisition may be started from the opposite side of the physical quantity calculation position along the incident direction, or acquisition may be started from an arbitrary position. The composition and geometric structure can be obtained in any order.

組成および幾何学構造を取得したら、その組成および幾何学構造を持つ物質を放射線が通過する際の挙動についての情報を取得する。取得する情報としては、放射線の物理的な性質をあらわす情報であればどのような情報であってもよい。例えば、物質を通過後の放射線のエネルギーであってもよいし、あるいは運動量であってもよい。こうした種々の物理量であってもよいし、あるいは、放射線が物質によって散乱される散乱角や、所定の角度に散乱される確率、放射線が物質によって遮断される確率などであってもよい。取得には種々の方法を用いることが可能であるが、例えばモンテカルロシミュレーションの手法を用いることにより、先に取得した組成および幾何学構造を持つ物質を放射線が通過した後の種々の物理量や種々の確率などを算出して取得すればよい。あるいは、組成および幾何学構造と物理量などを予め対応付けておき、そこから取得してもよい。   When the composition and the geometric structure are acquired, information on the behavior of the radiation passing through the material having the composition and the geometric structure is acquired. The information to be acquired may be any information as long as it represents the physical properties of radiation. For example, it may be the energy of radiation after passing through the substance, or it may be momentum. These may be various physical quantities, or may be a scattering angle at which radiation is scattered by a substance, a probability that radiation is scattered at a predetermined angle, a probability that radiation is blocked by a substance, and the like. Various methods can be used for the acquisition. For example, by using a Monte Carlo simulation method, various physical quantities after the radiation passes through the material having the composition and geometric structure acquired previously, What is necessary is just to calculate and acquire a probability. Alternatively, the composition, geometric structure, physical quantity, and the like may be associated in advance and acquired from there.

こうしてひとつの入射方向についての物理量を取得したら、複数の入射方向についての取得結果に基づいて、前記物理量計算位置での、複数の方向からの放射線の物理量を計算する。複数の方向からの放射線の物理量を計算する際には、個々の入射方向についての取得結果を用いれば、どのような方法を用いてもよい。例えば、単純には、それぞれの入射方向についての取得結果を集約すれば、複数の方向からの放射線の物理量を取得したことになる。   When the physical quantity for one incident direction is acquired in this way, the physical quantity of radiation from a plurality of directions at the physical quantity calculation position is calculated based on the acquisition result for the plurality of incident directions. When calculating the physical quantities of radiation from a plurality of directions, any method may be used as long as the acquisition results for the individual incident directions are used. For example, simply by collecting the acquisition results for each incident direction, the physical quantities of radiation from a plurality of directions are acquired.

一般にモンテカルロシミュレーション等により放射線の挙動を調べる際には、放射線の検出器の位置での放射線の挙動を調べたいことが多い。そこで本発明の計算装置および計算方法では、物理量計算位置をいわば束縛点として入射方向を決定することにより、放射線の入射方向を限定してしまう。それとともに、その入射方向および入射位置に入射する放射線について、放射線の挙動情報を取得することとしている。こうすれば、たとえ広範囲に様々な方向から入射する放射線について挙動を調べる場合であっても、放射線の入射方向を限定できるとともに、入射方向を限定することに伴って入射位置も限定できることから、計算対象となる放射線の数を抑えることができる。これにより、様々な方向から飛来する放射線についても、計算量が膨大になってしまう事態を回避して、物質を通過した際の挙動が計算可能となる。   In general, when examining the behavior of radiation by Monte Carlo simulation or the like, it is often desirable to examine the behavior of radiation at the position of the radiation detector. Therefore, in the calculation apparatus and calculation method of the present invention, the incident direction of radiation is limited by determining the incident direction using the physical quantity calculation position as a binding point. At the same time, radiation behavior information is acquired for radiation incident on the incident direction and position. In this way, even when examining the behavior of radiation incident from various directions over a wide range, the incident direction of the radiation can be limited and the incident position can be limited as the incident direction is limited. The number of target radiation can be reduced. This makes it possible to calculate the behavior when passing through a substance, avoiding a situation in which the amount of calculation becomes enormous for radiation coming from various directions.

また、一般に、ひとつの方向から入射する放射線については、物質を通過する際の振る舞いを、モンテカルロシミュレーションの手法を用いたり、あるいは理論式を用いた計算を行うことにより、正確に求めることが可能である。すなわち、本発明では、ひとつの入射方向からの放射線の挙動を正確に取得することが可能である。例えば、その入射方向からの放射線が物質を通過する際のエネルギー損失の分布を、高い精度で算出することが可能である。こうした正確な分布を用いることにより、その入射方向からの宇宙線が、物理量計算位置においてどのようなエネルギー分布を持つのかを、正確に算出することが可能となる。本発明では、こうした個々の入射方向についての正確な挙動情報に基づいて、複数の入射方向からの放射線の物理量を得ることが可能である。このように、計算量を抑えることを可能としながらも、物理量計算位置において放射線の物理量を精度良く計算することが可能である。   In general, for radiation incident from one direction, it is possible to accurately determine the behavior when passing through a substance by using a Monte Carlo simulation method or by calculating using a theoretical formula. is there. That is, in the present invention, it is possible to accurately acquire the behavior of radiation from one incident direction. For example, the distribution of energy loss when radiation from the incident direction passes through the substance can be calculated with high accuracy. By using such an accurate distribution, it is possible to accurately calculate what energy distribution the cosmic ray from the incident direction has at the physical quantity calculation position. In the present invention, it is possible to obtain physical quantities of radiation from a plurality of incident directions based on such accurate behavior information for each incident direction. As described above, it is possible to accurately calculate the physical quantity of radiation at the physical quantity calculation position while making it possible to suppress the calculation quantity.

また、一般に放射線を限定して計算しようとする場合、計算対象の放射線を限定したことに起因して、計算精度が大幅に悪化したり、計算結果に予期しないバイアスが発生してしまうことがある。この点、本発明では、入射方向を決定するという簡便な方法を用いているため、予期せぬバイアスが発生したり計算精度が大幅に悪化することを回避可能としている。加えて、複雑な構造の物質を通過した放射線を対象とする場合であっても、入射方向を決定すればよいので、計算精度の大幅な悪化やバイアスの発生を抑制しながらも、計算を迅速に実行可能である。   In general, when trying to calculate by limiting the radiation, the calculation accuracy may be greatly deteriorated or unexpected bias may occur in the calculation result due to the limitation of the radiation to be calculated. . In this regard, in the present invention, since a simple method of determining the incident direction is used, it is possible to avoid occurrence of an unexpected bias or a significant deterioration in calculation accuracy. In addition, even if radiation that has passed through a substance with a complicated structure is targeted, it is only necessary to determine the direction of incidence, so calculation can be performed quickly while suppressing significant deterioration in calculation accuracy and occurrence of bias. Is feasible.

なお、計算する物理量としては、放射線の物理的な性質をあらわす量であればどのような物理量であってもよい。たとえば放射線のエネルギーであってもよいし、放射線の運動量であってもよいし、あるいは放射線の波長や振動数や速さであってもよい。更にはより単純に、座標値などの放射線の位置に関する物理量であってもよい。   The physical quantity to be calculated may be any physical quantity as long as it represents the physical properties of radiation. For example, it may be radiation energy, radiation momentum, or radiation wavelength, frequency or speed. Furthermore, it may be a simple physical quantity related to the position of radiation such as coordinate values.

また、本発明の放射線計算装置および放射線計算方法では、第2物理量計算位置を記憶しておき、物理量計算位置と第2物理量計算位置とを結ぶ方向を入射方向としてもよい。そして、第2物理量計算位置に入射方向から入射する放射線の挙動情報(第2挙動情報)を取得するとともに、第2挙動情報と挙動情報との差異を計算するものとしてもよい。   In the radiation calculation apparatus and the radiation calculation method of the present invention, the second physical quantity calculation position may be stored, and the direction connecting the physical quantity calculation position and the second physical quantity calculation position may be set as the incident direction. And while acquiring the behavior information (2nd behavior information) of the radiation which injects into a 2nd physical quantity calculation position from an incident direction, it is good also as what calculates the difference between 2nd behavior information and behavior information.

物質を通過する放射線の挙動を調べる際には、物質を通過する前後での放射線の挙動の差異を計算したい場合もある。そこで、2つの物理量計算位置を結ぶ方向を入射方向として決定し、その入射方向について物質の組成および幾何学構造を取得する。また、当該組成および幾何学構造に対する放射線の挙動を取得するとともに、その入射方向から第2物理量計算位置に入射する放射線の挙動を取得する。そして、第2物理量計算位置での放射線の挙動と、物理量計算位置での放射線の挙動との差異を計算する。こうすれば、物質を通過する前後について、放射線の挙動の差異や変動を計算することが可能となって好適である。また、こうした場合も、放射線が複数の方向から入射する場合であっても、計算量が膨大になる事態を回避して計算可能である。   When investigating the behavior of radiation passing through a substance, it may be desirable to calculate the difference in radiation behavior before and after passing through the substance. Therefore, the direction connecting the two physical quantity calculation positions is determined as the incident direction, and the composition and geometric structure of the substance are acquired for the incident direction. In addition, the behavior of radiation with respect to the composition and geometric structure is acquired, and the behavior of radiation incident on the second physical quantity calculation position from the incident direction is acquired. Then, the difference between the radiation behavior at the second physical quantity calculation position and the radiation behavior at the physical quantity calculation position is calculated. By doing so, it is possible to calculate the difference and fluctuation in the behavior of radiation before and after passing through the substance. In such a case, even when radiation is incident from a plurality of directions, calculation can be performed while avoiding a situation in which the calculation amount becomes enormous.

なお、「差異を計算する」とは、減算を行うことのみを意味するものでははく、違いを計算するものであればよい。例えば、物理量の分布の違いのように、数値以外の手段で表現される違いを計算するものでもよい。もちろん、第2物理量計算位置での物理量と物理量計算位置での物理量との単純な差を計算するものでもよい。   Note that “calculating the difference” does not only mean performing subtraction, but may be anything that calculates the difference. For example, a difference expressed by means other than a numerical value, such as a difference in physical quantity distribution, may be calculated. Of course, a simple difference between the physical quantity at the second physical quantity calculation position and the physical quantity at the physical quantity calculation position may be calculated.

また、本発明の放射線計算装置および放射線計算方法では、物理量計算位置に飛来する放射線の頻度を計算するものとしてもよい。   Moreover, in the radiation calculation apparatus and the radiation calculation method of the present invention, the frequency of radiation flying to the physical quantity calculation position may be calculated.

放射線が物質を通過する際には、物質によって放射線が遮蔽されたり散乱されることによって、放射線が目的の位置まで到達しないことがある。このため、目的の位置での放射線の飛来頻度を計算したい場合がある。そこで、飛来頻度を計算するものとすれば、多数の放射線が飛来する場合であっても、計算量が膨大になってしまう事態を回避して、放射線の飛来頻度を計算することが可能となり、好適である。   When the radiation passes through the substance, the radiation may not reach the target position because the radiation is shielded or scattered by the substance. For this reason, there is a case where it is desired to calculate the frequency of radiation arrival at the target position. Therefore, if the flying frequency is calculated, it is possible to avoid the situation where the calculation amount becomes enormous even when a large number of radiations fly, and to calculate the radiation flying frequency, Is preferred.

また、本発明の放射線計算装置および放射線計算方法では、放射線の進行方向と、入射方向とのズレに関する情報を取得するものとし、ズレに関する情報に基づいて、物理量計算位置での放射線の入射角度を計算するものとしてもよい。   Further, in the radiation calculation apparatus and the radiation calculation method of the present invention, information on a deviation between the radiation traveling direction and the incident direction is acquired, and the incident angle of the radiation at the physical quantity calculation position is determined based on the information on the deviation. It may be calculated.

放射線が物質を通過する際には、進行方向が変化することがあり、こうした進行方向の変化が物理量計算位置でどのようになるのかを計算したい場合がある。そこで、このように進行方向のズレに関する情報を入射方向ごとに取得してやれば、それらの情報に基づいて、物理量計算位置での放射線の入射角度を計算することが可能となって好適である。   When radiation passes through a substance, the direction of travel may change, and there are cases where it is desired to calculate how the change in the direction of travel occurs at the physical quantity calculation position. Therefore, if information on the deviation in the traveling direction is acquired for each incident direction in this way, it is preferable that the incident angle of radiation at the physical quantity calculation position can be calculated based on the information.

更に本発明は、上述した放射線計算方法を実現するためのプログラムをコンピューターに読み込ませ、所定の機能を実行させることにより、コンピューターを用いて実現することも可能である。従って、本発明は次のようなプログラム、あるいは該プログラムを記録した記録媒体としての態様も含んでいる。すなわち、上述した放射線算出装置に対応する本発明のプログラムは、
複数の方向から物質に入射する放射線について、該物質を通過した後の該放射線の物理量を計算する放射線計算方法を、コンピューターを用いて実現するためのプログラムであって、
前記物質の組成および幾何学構造を記憶する機能(A)と、
前記放射線の前記物理量が計算される位置である物理量計算位置を記憶する機能(B)と、
前記物理量計算位置への前記放射線の入射方向を決定する機能(C)と、
前記物理量計算位置から前記入射方向に沿って、前記物質の組成および幾何学構造の情報を取得する機能(D)と、
前記取得した組成および幾何学構造を有する物質を放射線が通過する際の挙動情報を取得する機能(E)と、
複数の前記入射方向についての前記挙動情報に基づいて、前記物理量計算位置での複数の方向からの前記放射線の前記物理量を計算する機能(F)と
をコンピューターにより実現することを要旨とする。
Furthermore, the present invention can be realized using a computer by causing a computer to read a program for realizing the radiation calculation method described above and executing a predetermined function. Therefore, the present invention includes the following program or a mode as a recording medium on which the program is recorded. That is, the program of the present invention corresponding to the radiation calculation apparatus described above is
A program for realizing, using a computer, a radiation calculation method for calculating a physical quantity of radiation after passing through the material for radiation incident on the material from a plurality of directions,
A function (A) for storing the composition and geometric structure of the substance;
A function (B) for storing a physical quantity calculation position which is a position where the physical quantity of the radiation is calculated;
A function (C) for determining an incident direction of the radiation to the physical quantity calculation position;
A function (D) for acquiring information on the composition and geometric structure of the substance along the incident direction from the physical quantity calculation position;
A function (E) for obtaining behavior information when radiation passes through the substance having the obtained composition and geometric structure;
The gist is to realize, by a computer, a function (F) for calculating the physical quantity of the radiation from a plurality of directions at the physical quantity calculation position based on the behavior information regarding the plurality of incident directions.

こうしたプログラムをコンピューターに読み込んで、上記の各機能を実現させれば、複数の方向から飛来する放射線についても挙動を計算可能となる。   If such a program is read into a computer and each of the above functions is realized, the behavior can be calculated even for radiation coming from a plurality of directions.

本実施例のシミュレーションシステム10の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the simulation system 10 of a present Example. 本実施例のシミュレーションシステム10を用いてシミュレーションを行う対象の構造物を例示した模式図である。It is the schematic diagram which illustrated the structure of the object which simulates using the simulation system 10 of a present Example. 本実施例のシミュレーションシステム10におけるシミュレーション処理の流れを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the flow of the simulation process in the simulation system 10 of a present Example. 宇宙線の入射方向を決定する様子を概念的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed notionally the mode of determining the incident direction of a cosmic ray. 入射方向について物質の構成情報を取得する様子を概念的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed notably the mode that the structure information of a substance was acquired about an incident direction. モンテカルロシミュレーションの手法を用いて、エネルギー損失を計算する様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that an energy loss was calculated using the method of a Monte Carlo simulation. エネルギー10GeVの宇宙線のエネルギー損失量の分布を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated distribution of the energy loss amount of the cosmic ray of energy 10GeV. 各入射方向からの宇宙線の飛来頻度に基づいて、飛来頻度の方向分布を取得した様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that the direction distribution of the flying frequency was acquired based on the flying frequency of the cosmic ray from each incident direction. 地表に降り注ぐ宇宙線のエネルギー分布を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated energy distribution of the cosmic ray which pours on the ground surface. 各入射方向について、宇宙線の角度ズレの分布を取得した様子を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated a mode that the distribution of the angle shift | offset | difference of the cosmic ray was acquired about each incident direction. 角度ズレの方向分布を取得した様子を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated a mode that the direction distribution of angle deviation was acquired. 各入射方向について、宇宙線のエネルギーの分布を取得した様子を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated a mode that the energy distribution of the cosmic ray was acquired about each incident direction. 宇宙線のエネルギーの方向分布を取得した様子を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated a mode that the direction distribution of the energy of the cosmic ray was acquired. 各入射方向について、宇宙線の運動量の分布を取得した様子を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated a mode that the distribution of the momentum of the cosmic ray was acquired about each incident direction. 宇宙線の平均運動量の方向分布を取得した様子を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated a mode that the direction distribution of the average momentum of a cosmic ray was acquired. 地中を通過する前の位置にも放射線検出器を配置した様子を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated a mode that the radiation detector was arrange | positioned also in the position before passing underground.

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
A.システムの全体構成:
B.シミュレーション処理:
C.変形例:
C−1.第1変形例:
C−2.第2変形例:
C−3.第3変形例:
C−4.第4変形例:
C−5.第5変形例:
Hereinafter, in order to clarify the contents of the present invention described above, examples will be described in the following order.
A. Overall system configuration:
B. Simulation processing:
C. Variation:
C-1. First modification:
C-2. Second modification:
C-3. Third modification:
C-4. Fourth modification:
C-5. Fifth modification:

A.システムの全体構成:
図1は、本実施例のシミュレーションシステム10の構成を示した説明図である。図示されているように、本実施例のシミュレーションシステム10は、CPUやROMやRAMなどから構成されたサーバー装置100と、サーバー装置100に接続されたディスク装置104などから構成されている。
A. Overall system configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a simulation system 10 according to the present embodiment. As shown in the figure, the simulation system 10 according to the present embodiment includes a server device 100 including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and a disk device 104 connected to the server device 100.

サーバー装置100は、図示されているように、ネットワークインターフェース回路(NIC)を介してネットワーク回線に接続されており、ネットワーク回線を介して外部のコンピューター端末装置200と接続することが可能である。また、ネットワーク回線に接続された携帯電話の基地局や公衆無線LAN基地局などの無線基地局を介して、携帯電話300やタブレット型端末などの携帯式通信機器と接続することも可能である。   As shown in the figure, the server device 100 is connected to a network line via a network interface circuit (NIC), and can be connected to an external computer terminal device 200 via the network line. It is also possible to connect to a mobile communication device such as a mobile phone 300 or a tablet terminal via a wireless base station such as a mobile phone base station or a public wireless LAN base station connected to a network line.

コンピューター端末装置200は、前述したようにネットワーク回線を介してサーバー装置100に接続可能であり、サーバー装置100から各種のデータやプログラムなどを取得することが可能である。本実施例のシミュレーションシステム10のユーザーは、コンピューター端末装置200を用いてサーバー装置100に接続し、サーバー装置100上でプログラムを実行することにより、放射線の挙動についてのシミュレーションを実行して、その結果をコンピューター端末装置200の画面上で確認することが可能である。   As described above, the computer terminal device 200 can be connected to the server device 100 via the network line, and can acquire various data and programs from the server device 100. The user of the simulation system 10 of the present embodiment connects to the server device 100 using the computer terminal device 200 and executes a program on the server device 100 to execute a simulation of the behavior of radiation. Can be confirmed on the screen of the computer terminal device 200.

図2は、本実施例のシミュレーションシステム10を用いてシミュレーションを行う対象の構造物を例示した模式図である。図示されているように、地中にトンネルが形成されており、トンネルの天井には放射線検出器が取り付けられている。また、トンネルの上方の地中には、直径1mほどのサイズの空洞が存在している。   FIG. 2 is a schematic view illustrating a target structure to be simulated using the simulation system 10 of this embodiment. As shown in the figure, a tunnel is formed in the ground, and a radiation detector is attached to the ceiling of the tunnel. Moreover, in the ground above the tunnel, a cavity having a diameter of about 1 m exists.

地上には四方八方から宇宙線が降り注いでいるが、宇宙線は貫通力が高いため、地上に降り注いだ宇宙線は地中を貫通し、トンネル天井に設置した放射線検出器に到達する。こうして地中を貫通してきた宇宙線を、放射線検出器によって検出することが可能である。また、原子核乾板や、シンチレーターを積層した検出器などのように宇宙線の入射角度を測定可能な検出器を用いれば、宇宙線の飛来方向を測定することが可能である。   Cosmic rays are pouring down from all directions on the ground, but cosmic rays have high penetrating power, so cosmic rays that pour into the ground penetrate the ground and reach the radiation detectors installed on the tunnel ceiling. The cosmic rays that have penetrated the ground in this way can be detected by the radiation detector. In addition, if a detector capable of measuring the incident angle of cosmic rays, such as a nuclear dry plate or a detector having a scintillator stacked thereon, is used, it is possible to measure the direction of the cosmic rays.

ここで、こうした宇宙線を測定することにより、通過した物質の内部の様子を探ることが可能である。例えば、宇宙線は貫通力が強いとはいえ、地中を通過する際にはエネルギーを損失するので、地中でエネルギーを失って停止してしまい、放射線検出器まで到達しない宇宙線も存在する。一般に、宇宙線が物質を通過する際のエネルギーの損失量は、おおまかには、通過する物質の質量に比例する。すると、図2の構造では、空洞の位置では宇宙線はエネルギーをあまり失わないので、空洞を通過する方向からは、他の方向よりも多くの宇宙線が到達する。こうして各方向からの宇宙線の到来数を射線検出器によって測定し、方向ごとに到来数を比較することより、地中に空洞が存在すること及び空洞の位置を検出することが可能である。   Here, by measuring these cosmic rays, it is possible to explore the interior of the material that has passed through. For example, although cosmic rays have strong penetration, they lose energy when they pass through the ground, so there are cosmic rays that lose energy and stop in the ground and do not reach the radiation detector. . In general, the amount of energy lost when a cosmic ray passes through a substance is roughly proportional to the mass of the passing substance. Then, in the structure of FIG. 2, cosmic rays do not lose much energy at the position of the cavity, so that more cosmic rays reach from the direction passing through the cavity than in other directions. Thus, by measuring the arrival number of cosmic rays from each direction with a ray detector and comparing the arrival numbers for each direction, it is possible to detect the presence of a cavity in the ground and the position of the cavity.

こうした測定を行う場合、放射線検出器にどの方向からどのくらいの量の宇宙線が飛来するのかを予め予測することが行われる。予測には、コンピューターを用いたいわゆるモンテカルロシミュレーションを行って予測することが考えられる。もっとも、このように大きな面積に四方八方から降り注ぐ宇宙線の挙動をシミュレーションしようとすると、大量の計算が必要となる。例えば、10メートル×10メートルの範囲に1カ月の間に降り注ぐ宇宙線を考えると、約400億個の宇宙線が降り注ぐ。そのような膨大な量の宇宙線について計算を行わなければならず、計算量が膨大になってしまう。そこで本実施例のシミュレーションシステム10では、以下の方法を用いることにより、四方八方から降り注ぐ宇宙線を取り扱う場合であっても、計算量が膨大になることを回避して宇宙線の飛来方向や飛来数を計算可能としている。   When such a measurement is performed, it is predicted in advance how much cosmic rays will come from which direction to the radiation detector. For the prediction, it is conceivable to perform so-called Monte Carlo simulation using a computer. However, a large amount of calculation is required to simulate the behavior of cosmic rays falling from all sides into such a large area. For example, if we consider cosmic rays that fall within a 10-meter x 10-month period, about 40 billion cosmic rays will fall. Calculations must be performed for such a large amount of cosmic rays, and the amount of calculation becomes enormous. Therefore, in the simulation system 10 of the present embodiment, the following method is used to avoid the enormous amount of calculation even when dealing with cosmic rays falling from all directions, and the direction and flight of cosmic rays. The number can be calculated.

B.シミュレーション処理 :
図3は、本実施例のシミュレーションシステム10におけるシミュレーション処理の流れを示した説明図である。かかる処理は、ユーザーがコンピューター端末装置200を操作することにより、ネットワーク回線を介してサーバー装置100に命令が到達し、これを受けてサーバー装置100上で実行開始する処理である。なお、本実施例では、図2に示した構造についてシミュレーションを行う場合を例にとって説明する。
B. Simulation processing:
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a flow of simulation processing in the simulation system 10 of the present embodiment. Such a process is a process in which an instruction reaches the server apparatus 100 via a network line when the user operates the computer terminal apparatus 200, and execution is started on the server apparatus 100 in response to the instruction. In this embodiment, a case where a simulation is performed on the structure shown in FIG. 2 will be described as an example.

図示されているように、まず、シミュレーション対象となる構造物の構造を読み込む処理を行う(ステップS200)。本実施例では、図2に示された構造を表現した3次元のCADデータを読み込む処理を行う。これにより、本実施例のシミュレーションシステム10は、読み込んだ3次元CADデータに基づいて、シミュレーション対象となる構造物の幾何学構造や構造物の物質組成を把握することができる。   As shown in the figure, first, a process of reading the structure of a structure to be simulated is performed (step S200). In the present embodiment, processing for reading three-dimensional CAD data representing the structure shown in FIG. 2 is performed. Thereby, the simulation system 10 of a present Example can grasp | ascertain the geometric structure of the structure used as a simulation object, and the material composition of a structure based on the read three-dimensional CAD data.

次いで、放射線検出器の設置位置の情報を読み込む処理を行う(ステップS202)。放射線検出器の設置位置の情報は、ステップS200で読み込む構造情報にあらかじめ含めておくものとしてもよいし、あるいはシミュレーション処理を実行する際に、ユーザーがコンピューター端末装置200を操作して設定位置を決定するものとしてもよい。放射線検出器の設置位置情報は、放射線検出器の設置位置を特定できればどのような情報でもよい。例えば、先のステップS200で読み込んだ3次元CADデータ内の座標を用いて、設置位置の座標値を指定するものとすればよい。放射線検出器の位置情報を読み込んだら、次いで、宇宙線の入射方向を決定する処理を行う(ステップS204)。   Subsequently, the process which reads the information of the installation position of a radiation detector is performed (step S202). Information on the installation position of the radiation detector may be included in advance in the structure information read in step S200, or when the simulation process is executed, the user operates the computer terminal device 200 to determine the setting position. It is good also as what to do. The installation position information of the radiation detector may be any information as long as the installation position of the radiation detector can be specified. For example, the coordinate value of the installation position may be specified using the coordinates in the three-dimensional CAD data read in the previous step S200. After the position information of the radiation detector is read, a process for determining the incident direction of the cosmic rays is performed (step S204).

図4は、宇宙線の入射方向を決定する様子を概念的に示した模式図である。前述したように、宇宙線は地上に四方八方から降り注ぐので、放射線検出器の位置にも四方八方から宇宙線が飛来する。例えば、図4に示されているように、放射線検出器の位置から上方に向かって線分を伸ばすと(図中に「A」と示した線分を参照)、この線分に沿う方向から入射する宇宙線が存在すると考えられる。そこで、この線分の方向を宇宙線の入射方向として決定してやればよい。同様に、図中に「B」と示した線分についても、やはりこの線分に沿う方向から入射する宇宙線は存在すると考えられるので、線分「B」に沿う方向についても、宇宙線の入射方向として決定してやればよい。   FIG. 4 is a schematic diagram conceptually showing how the incident direction of cosmic rays is determined. As described above, the cosmic rays fall from all directions on the ground, so that the cosmic rays also fly from all directions to the position of the radiation detector. For example, as shown in FIG. 4, when a line segment is extended upward from the position of the radiation detector (see the line segment indicated as “A” in the figure), the direction along the line segment is It is thought that there are incident cosmic rays. Therefore, the direction of this line segment may be determined as the incident direction of cosmic rays. Similarly, for the line segment indicated as “B” in the figure, it is considered that there is still a cosmic ray incident from the direction along the line segment. What is necessary is just to determine as an incident direction.

なお、上述の説明では図中に「A」と示した入射方向と「B」と示した入射方向との2つの入射方向について説明したが、入射方向の数は2つに限られるわけではなく、いくつでもよい。例えば図4の例では、上空方向の立体角2πの範囲について、一定の仰角および方位角ごとに線分を設定して入射方向を決定してもよい。   In the above description, the incident direction indicated by “A” and the incident direction indicated by “B” in the figure have been described. However, the number of incident directions is not limited to two. Any number. For example, in the example of FIG. 4, in the range of the solid angle 2π in the sky direction, the incident direction may be determined by setting a line segment for each constant elevation angle and azimuth angle.

また、図4の例では、水平方向(図の左右方向)や、地下から地上に向う向き(図の下から上に向かう向き)については、入射方向としていないが、頻度は少ないがこうした方向からも宇宙線は到来するので、そうした方向を入射方向としてもよい。なお、本実施例では、上空方向の所定の仰角範囲(図4に「A」と示した線分と「D」と示した線分との間の範囲)について、一定の角度ごとに入射方向を決定するものとして説明する。   In the example of FIG. 4, the horizontal direction (left-right direction in the figure) and the direction from the basement to the ground (direction from the bottom to the top of the figure) are not set as the incident direction, but the frequency is low, but from these directions However, since cosmic rays arrive, such a direction may be used as the incident direction. In the present embodiment, for a predetermined elevation angle range in the sky direction (a range between a line segment indicated by “A” and a line segment indicated by “D” in FIG. 4), the incident direction at every fixed angle. Will be described as determining the above.

放射線の入射方向を決定したら(図3ステップS204)、次いで、決定した放射線入射方向について、物質の構成情報を取得する処理を行う(ステップS206)。   If the incident direction of the radiation is determined (step S204 in FIG. 3), a process of acquiring the substance configuration information is then performed for the determined radiation incident direction (step S206).

図5は、入射方向について物質の構成情報を取得する様子を概念的に示した説明図である。ここでは図5(a)中に「A」と示した線分(入射方向に対応)に沿って物質の構成情報を取得する場合を例にとって説明する。図5(a)に「A」と示された位置から線分「A」に沿って放射線検出器に向かっていくと、「A」と示された位置から「A’」と示された位置までは、空気が存在している。そして、「A’」と示された位置から放射線検出器の位置までは、土が存在している。このことを線分「A」に沿って横方向に並べた様子が、図5(b)に示されている。図5(b)では、横軸(図中に「X」と示した軸)に沿って、上述の「A」「A’」「放射線検出器」の位置が示されており、また、「A」「A’」「放射線検出器」の間の物質が示されている。   FIG. 5 is an explanatory diagram conceptually showing the state of acquiring the substance configuration information in the incident direction. Here, a case will be described as an example where the configuration information of the substance is acquired along a line segment indicated by “A” in FIG. When going from the position indicated as “A” in FIG. 5A toward the radiation detector along the line segment “A”, the position indicated as “A ′” from the position indicated as “A”. Until there is air. And the soil exists from the position indicated as “A ′” to the position of the radiation detector. FIG. 5B shows a state in which these are arranged in the horizontal direction along the line segment “A”. FIG. 5B shows the positions of the above-mentioned “A”, “A ′”, and “radiation detector” along the horizontal axis (axis indicated as “X” in the drawing). Materials between A, “A ′” and “Radiation detector” are shown.

こうした情報を取得する際には、図3ステップS200で読み込んだ構造情報を用いればよい。例えば、構造情報として3次元のCADデータを用いておき、3次元CADデータの位置座標の各座標値に、物質の構成情報を対応付けて設定しておく。そして、線分に沿うそれぞれの位置について、物質の構成情報を取得すればよい。   When acquiring such information, the structure information read in step S200 in FIG. 3 may be used. For example, three-dimensional CAD data is used as the structure information, and the configuration information of the substance is set in association with each coordinate value of the position coordinates of the three-dimensional CAD data. And what is necessary is just to acquire the structure information of a substance about each position along a line segment.

なお、物質の構成情報としては、種々の情報を用いることが可能である。例えば、物質を構成する原子の原子番号や原子量、電荷数、各原子の構成比のように、物質を構成する原子に関する情報であってもよいし、あるいは構成原子に関する情報よりもよりマクロな物理量、たとえば密度(単位体積あたりの質量)のような情報であってもよい。   Note that various pieces of information can be used as the material configuration information. For example, it may be information about the atoms that make up the substance, such as the atomic number and atomic weight of the atoms that make up the substance, the number of charges, the composition ratio of each atom, or a physical quantity that is more macro than the information about the constituent atoms For example, information such as density (mass per unit volume) may be used.

また、上述の説明では、図5(a)に「A」と示された位置を起点として、放射線検出器に向かって物質の構成を取得するのとして説明したが、入射方向に沿う物質構成が取得できれば、取得する向きはどのような向きでもよい。例えば、放射線検出器の位置を起点として、図5(a)に「A」と示された位置に向かって取得するものとしてもよい。   In the above description, the material configuration toward the radiation detector is obtained starting from the position indicated as “A” in FIG. 5A. However, the material configuration along the incident direction is As long as it can be acquired, any direction may be used. For example, it is good also as what is acquired toward the position shown as "A" in Drawing 5 (a) from the position of a radiation detector as the starting point.

物質の構成情報を取得したら(図3ステップS206)、次いで、取得した構成の物質に宇宙線が入射した際のエネルギー損失を計算する処理を行う(ステップS208)。エネルギー損失を計算する際には種々の方法を用いることが可能であるが、本実施例では、モンテカルロシミュレーションの手法を用いて計算するものとして説明する。   When the material configuration information is acquired (step S206 in FIG. 3), a process of calculating energy loss when cosmic rays are incident on the acquired material is performed (step S208). Various methods can be used for calculating the energy loss, but in the present embodiment, description will be made assuming that the energy loss is calculated using a Monte Carlo simulation method.

図6は、モンテカルロシミュレーションの手法を用いて、エネルギー損失を計算する様子を示した説明図である。図6には、前述の図5において取得した構成情報に対応する物質構造が例示されている。この構造の物質に対して、図6の左側から、エネルギー10GeVの宇宙線が入射する場合を例にとって説明する。まず、宇宙線が空気に突入して少し進んだ位置(図6の横軸方向「a」と示した位置)で、宇宙線のエネルギー損失量を計算する。宇宙線のエネルギー損失量は、通過する物質の組成や通過距離や宇宙線のエネルギーに依存するが、エネルギー損失量は一定ではなく、その度に異なる量となる確率事象である。そこで、コンピューター上で乱数を発生させて、その乱数に基づいて、宇宙線のエネルギー損失量を決定する。例えば、エネルギー損失量の確率密度関数をあらかじめ用意しておき、その確率密度関数と乱数とを用いて、エネルギー損失量を決定すればよい。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing how energy loss is calculated using a Monte Carlo simulation technique. FIG. 6 illustrates a substance structure corresponding to the configuration information acquired in FIG. 5 described above. An example in which a cosmic ray having an energy of 10 GeV is incident on the material having this structure from the left side of FIG. 6 will be described. First, the amount of energy loss of cosmic rays is calculated at a position where the cosmic rays have entered the air and advanced a little (the position indicated by the horizontal axis direction “a” in FIG. 6). The energy loss amount of cosmic rays depends on the composition of the passing substance, the passing distance, and the energy of cosmic rays, but the energy loss amount is not constant and is a probability event that becomes a different amount each time. Therefore, a random number is generated on the computer, and the amount of energy loss of cosmic rays is determined based on the random number. For example, a probability density function of the energy loss amount is prepared in advance, and the energy loss amount may be determined using the probability density function and a random number.

エネルギー損失量を決定したら、宇宙線のエネルギー(この例では10GeV)からエネルギー損失量を減算し、図中「a」の位置での宇宙線のエネルギーを決定する。次いで、横軸にそって更に進んだ位置(図中に「b」と示した位置)において、同様の方法で、エネルギー損失量を計算する。こうした方法を繰り返し行い、空気から土へと宇宙線を移動させながら、エネルギー損失量を計算していく。そして、土を通過して放射線検出器に到達するまで繰り返す。   When the amount of energy loss is determined, the amount of energy loss is subtracted from the energy of cosmic rays (10 GeV in this example) to determine the energy of cosmic rays at the position “a” in the figure. Next, the amount of energy loss is calculated by the same method at a position further advanced along the horizontal axis (a position indicated by “b” in the figure). This method is repeated, and the amount of energy loss is calculated while moving cosmic rays from the air to the soil. And it repeats until it passes through the soil and reaches the radiation detector.

図7は、エネルギー10GeVの宇宙線のエネルギー損失量の分布を例示した説明図である。上述したように、1つの宇宙線についてモンテカルロシミュレーションの手法によってエネルギー損失量を計算できるので、そうした計算を多数回行うことにより、こうした分布を取得することが可能である。前述したように宇宙線のエネルギー損失は確率事象なので、エネルギー損失量は一定値ではなく、図7(a)に示したように広がりをもった分布となる。なお、10GeV以外のエネルギーの宇宙線についても同様の方法で、エネルギー損失量の分布を計算することが可能である。   FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the distribution of the energy loss amount of cosmic rays having an energy of 10 GeV. As described above, since the energy loss amount can be calculated for one cosmic ray by the Monte Carlo simulation method, it is possible to obtain such a distribution by performing such calculation many times. As described above, since the energy loss of cosmic rays is a stochastic event, the amount of energy loss is not a constant value, but has a spread distribution as shown in FIG. It is possible to calculate the energy loss distribution for cosmic rays with energy other than 10 GeV by the same method.

ここで宇宙線のエネルギー損失量に着目すると、宇宙線のエネルギー損失量が、宇宙線が最初に持っていたエネルギー(より正確には運動エネルギー)に達すると、その宇宙線は停止してしまい、放射線検出器まで到達しない。したがって、エネルギー損失量が最初のエネルギーよりも小さい宇宙線が、放射線検出まで到達する宇宙線となる。図7の例では、図中に「E」と示した位置よりも左側の部分(図中にハッチングを付した部分)に該当する宇宙線が、放射線検出器まで到達する宇宙線に該当する。そして、ハッチングを付した部分の宇宙線の量と、分布全体の量との比が、放射線検出器に到達する宇宙線の頻度に対応する。このように、エネルギー損失量の分布に基づいて、放射線検出器に到達する宇宙線の頻度を取得することができる。   Focusing on the energy loss of cosmic rays here, when the energy loss of cosmic rays reaches the energy that cosmic rays originally had (more precisely, kinetic energy), the cosmic rays stop, Does not reach the radiation detector. Therefore, the cosmic ray whose energy loss is smaller than the initial energy is the cosmic ray that reaches the radiation detection. In the example of FIG. 7, the cosmic ray corresponding to the portion on the left side of the position indicated by “E” in the drawing (the hatched portion in the drawing) corresponds to the cosmic ray reaching the radiation detector. The ratio between the amount of cosmic rays in the hatched portion and the amount of the entire distribution corresponds to the frequency of cosmic rays reaching the radiation detector. Thus, the frequency of cosmic rays reaching the radiation detector can be acquired based on the distribution of the energy loss amount.

他の入射方向についても同様にして、放射線検出器に入射する宇宙線の挙動を把握することが可能である。すなわち、図7(a)の例では、図4に「A」と示した入射方向について10GeVの宇宙線の飛来頻度を取得できたので、他の入射方向についても同様の手法を用いることにより、10GeVの宇宙線の飛来頻度を取得することが可能である。図7(b)には、図4に「C」と示した入射方向についてのエネルギー損失量の分布が例示されている。前述したように、図4に「C」と示した方向には空洞が存在するため、「A」と示した方向よりもエネルギーの損失量が少ない。したがって、図7(b)の分布は、図7(a)の分布よりもエネルギー損失量が少ない方向にズレた分布となっている。また、このことに対応して、放射線検出器に到達する宇宙線の量(図7(b)にハッチングを付した部分の面積に対応)が多くなっており、この入射方向からの宇宙線の飛来頻度は、「A」と示した方向よりも高頻度となっている。   The behavior of cosmic rays incident on the radiation detector can be grasped in the same manner for other incident directions. That is, in the example of FIG. 7A, since the flying frequency of 10 GeV cosmic rays can be obtained for the incident direction indicated as “A” in FIG. 4, by using the same method for the other incident directions, It is possible to acquire the flying frequency of 10 GeV cosmic rays. FIG. 7B illustrates an energy loss amount distribution in the incident direction indicated by “C” in FIG. As described above, since there is a cavity in the direction indicated by “C” in FIG. 4, the amount of energy loss is smaller than that in the direction indicated by “A”. Therefore, the distribution of FIG. 7B is a distribution shifted in a direction where the amount of energy loss is smaller than that of the distribution of FIG. Correspondingly, the amount of cosmic rays reaching the radiation detector (corresponding to the area of the hatched portion in FIG. 7B) is increased, and the cosmic rays from this incident direction The flying frequency is higher than the direction indicated by “A”.

こうして各入射方向について宇宙線の到来頻度を取得したら、今度は、各入射方向の到来頻度を重ね合わせることにより、放射線検出器での宇宙線の飛来頻度の方向分布を取得する(図3ステップS212)。   When the arrival frequency of the cosmic rays is thus obtained for each incident direction, the direction distribution of the arrival frequency of the cosmic rays at the radiation detector is obtained by superimposing the arrival frequencies of the incident directions (step S212 in FIG. 3). ).

図8は、各入射方向からの宇宙線の飛来頻度に基づいて、飛来頻度の方向分布を取得した様子を示した説明図である。図中のグラフの横軸は、宇宙線の飛来方向の仰角である。また、図中には、図4に「A」から「D」と示した各入射方向に対応する仰角がそれぞれ「A」から「D」で示されている。前述したように、入射方向ごとに宇宙線の飛来頻度を算出することができるので、各入射方向について算出した飛来頻度をプロットすることにより、こうした分布を取得することが可能である。   FIG. 8 is an explanatory view showing a state in which the direction distribution of the flying frequency is acquired based on the flying frequency of the cosmic rays from each incident direction. The horizontal axis of the graph in the figure is the elevation angle in the direction of flight of cosmic rays. In the drawing, elevation angles corresponding to the respective incident directions indicated by “A” to “D” in FIG. 4 are indicated by “A” to “D”, respectively. As described above, since the flying frequency of cosmic rays can be calculated for each incident direction, it is possible to obtain such a distribution by plotting the flying frequencies calculated for each incident direction.

こうして飛来頻度分布を生成することにより、図4に示した構造に放射線検出器を設置した場合に、放射線検出器にどの方向からどのくらいの量の宇宙線が飛来するのかを予測することが可能となる。すなわち、図8に示されているように、方向と飛来頻度との関係を取得することができたので、各方向からの宇宙線の飛来量を計算することができる。例えば、単位時間あたりに地表に降り注ぐ宇宙線の量と、図8の分布とに基づいて、放射線検出器の位置での各方向からの宇宙線の飛来量を算出可能である。より具体的には、例えば、図中に「A」と示した方向から地表に降り注ぐ宇宙線の量(単位時間あたりの量)と、図8の「A」の方向からの頻度とに基づいて、放射線検出器の位置に「A」の方向から到来する宇宙線の量(単位時間あたりの量)を算出することが可能である。   By generating the flying frequency distribution in this way, when a radiation detector is installed in the structure shown in FIG. 4, it is possible to predict how much cosmic rays will fly from which direction to the radiation detector. Become. That is, as shown in FIG. 8, since the relationship between the direction and the flying frequency can be acquired, the amount of cosmic rays flying from each direction can be calculated. For example, the amount of cosmic rays coming from each direction at the position of the radiation detector can be calculated based on the amount of cosmic rays falling on the ground surface per unit time and the distribution of FIG. More specifically, for example, based on the amount of cosmic rays (amount per unit time) falling on the ground surface from the direction indicated by “A” in the figure and the frequency from the direction “A” in FIG. It is possible to calculate the amount of cosmic rays (amount per unit time) arriving at the position of the radiation detector from the direction “A”.

こうして放射線検出器の位置での各方向からの宇宙線の飛来量を算出することにより、実際に放射線検出器を設置した場合に、どのような測定結果を得ることができるかを推定することが可能となる。例えば本実施例で説明した図4の構造では、図8に示されているように、入射方向「C」の近傍から宇宙線の量が増加していくことが推定できるとともに、増加の程度(何%程度増加するのか)を推定することも可能となる。加えて、増加の程度に応じて、その増加の程度を検出するためにどの程度の量の宇宙線を検出する必要があるのかを把握することも可能となり、さらには目的の宇宙線の量を検出するために要する期間や、放射線検出器のサイズ(面積)を推定することも可能となる。こうしたことを迅速に推定することにより、放射線検出器の設置場所や設置面積、設置角度をより適切に設定して、より好適な測定が可能となる。   In this way, by calculating the amount of cosmic rays coming from each direction at the position of the radiation detector, it is possible to estimate what measurement results can be obtained when the radiation detector is actually installed. It becomes possible. For example, in the structure of FIG. 4 described in the present embodiment, it can be estimated that the amount of cosmic rays increases from the vicinity of the incident direction “C” as shown in FIG. It is also possible to estimate how many percent increase). In addition, depending on the degree of increase, it is possible to know how much cosmic rays need to be detected in order to detect the degree of increase. It is also possible to estimate the period required for detection and the size (area) of the radiation detector. By quickly estimating this, it is possible to set the radiation detector installation location, installation area, and installation angle more appropriately and perform more suitable measurement.

以上に説明したように、本実施例のシミュレーション処理では、入射方向ごとに物質の構成情報を取得し、その入射方向について、宇宙線の飛来頻度を算出する。そして、各入射方向の飛来頻度を統合して、入射方向と飛来頻度との関係を取得している。こうすると、たとえ大規模な構造物について調べる場合であっても、入射方向についてのみモンテカルロシミュレーションを行えばよいことから、計算量が膨大になってしまう事態を回避可能である。すなわち、本実施例のシミュレーション処理では、放射線検出器から伸ばした方向についてシミュレーションを行うが、このことは、放射線検出器を通過する宇宙線についてのシミュレーションを行うことに対応している。このため、放射線検出器を通過しない宇宙線についてのシミュレーションを省略することが可能である。これにより、たとえ大規模な構造物に大量の宇宙線が降り注ぐ場合であっても、計算量の増大を抑制して、迅速に計算することが可能である。   As described above, in the simulation process of the present embodiment, the configuration information of the substance is acquired for each incident direction, and the flying frequency of cosmic rays is calculated for the incident direction. Then, the flying frequency of each incident direction is integrated to obtain the relationship between the incident direction and the flying frequency. In this way, even when examining a large-scale structure, it is only necessary to perform the Monte Carlo simulation only in the incident direction, so that it is possible to avoid a situation in which the amount of calculation becomes enormous. That is, in the simulation process of the present embodiment, the simulation is performed in the direction extending from the radiation detector, and this corresponds to the simulation of the cosmic rays passing through the radiation detector. For this reason, it is possible to omit the simulation of the cosmic rays that do not pass through the radiation detector. Thereby, even when a large amount of cosmic rays fall on a large-scale structure, it is possible to suppress the increase in the amount of calculation and calculate quickly.

また、こうした効率のよいシミュレーションを可能とするために、放射線検出器を通過する宇宙線の条件を複雑な計算によって算出する必要がなく、入射方向を決定するだけでよいので、迅速に計算可能である。加えて、たとえ複雑な構造の対象物を取り扱う場合であっても、入射方向を決定する処理については、構造が複雑なことに起因して処理が大幅に複雑化してしまうことはない。このため、複雑な構造の対象物を取り扱う場合であっても、迅速にシミュレーションを実施することが可能である。   Moreover, in order to enable such an efficient simulation, it is not necessary to calculate the condition of cosmic rays passing through the radiation detector by complicated calculation, and it is only necessary to determine the incident direction, so it can be calculated quickly. is there. In addition, even when an object having a complicated structure is handled, the process for determining the incident direction does not become significantly complicated due to the complicated structure. For this reason, even when handling an object having a complicated structure, it is possible to perform a simulation quickly.

また、一般に放射線の挙動を計算する際には、特定の放射線のみを選択して計算すると、選択したことに起因して、計算結果に偏り(バイアス)が生じたり、誤差が増大してしまうことがある。この点、本実施例では、入射方向を決定するという単純な方法を用いているため、放射線検出器を通過する宇宙線を選択することに起因して計算結果に生じる影響を抑制することが可能である。これにより、信頼性の高い計算結果を取得することが可能である。   In general, when calculating the behavior of radiation, if only specific radiation is selected and calculated, the calculation result may be biased or the error will increase. There is. In this respect, in this embodiment, since a simple method of determining the incident direction is used, it is possible to suppress the influence on the calculation result caused by selecting the cosmic ray passing through the radiation detector. It is. Thereby, it is possible to obtain a calculation result with high reliability.

加えて、本実施例のシミュレーション方法では、各入射方向については、モンテカルロシミュレーションの手法を用いることにより、宇宙線の挙動を正確に推定することが可能である。このため、計算量の増大を抑制して迅速に計算可能としながらも、宇宙線の挙動を高い精度で計算することが可能となっている。   In addition, in the simulation method of the present embodiment, it is possible to accurately estimate the behavior of cosmic rays for each incident direction by using a Monte Carlo simulation method. For this reason, it is possible to calculate the behavior of the cosmic rays with high accuracy while suppressing the increase in calculation amount and enabling quick calculation.

なお、上述した実施例では、モンテカルロシミュレーションの手法によってエネルギー損失量の分布を求めるものとして説明したが、物質ごとに予めこうした分布を用意しておくものとしてもよい。例えば、鉄、水、土、コンクリートなどの種々の物質について、それぞれの単位厚さあたりのエネルギー損失の分布を用意しておく。そして、対象となる物質の構造に応じて、それらの分布を合成することによって、エネルギー損失量の分布を取得するものとしてもよい。こうすれば、計算量をより抑制して、宇宙線の飛来頻度の方向分布をより迅速に推定することが可能となる。   In the above-described embodiment, the distribution of the energy loss amount is obtained by the Monte Carlo simulation method. However, such a distribution may be prepared for each substance in advance. For example, the distribution of energy loss per unit thickness is prepared for various substances such as iron, water, soil, and concrete. And according to the structure of the substance used as object, it is good also as what acquires distribution of energy loss quantity by combining those distribution. In this way, it becomes possible to more quickly estimate the direction distribution of the frequency of arrival of cosmic rays while further reducing the amount of calculation.

C.変形例 :
C−1.第1変形例 :
上述の実施例では、10GeVの宇宙線を例にとって説明した。しかし、特定のエネルギーの宇宙線についてではなく、様々なエネルギーの宇宙線について調べたい場合もある。こうした場合、宇宙線の各エネルギーについて宇宙線の挙動を算出し、算出結果を合成することによって、宇宙線全体の挙動を算出するものとしてもよい。
C. Modified example:
C-1. First modification:
In the above-described embodiment, a 10 GeV cosmic ray has been described as an example. However, there are times when you want to study cosmic rays of various energies, not cosmic rays of a specific energy. In such a case, the behavior of the entire cosmic ray may be calculated by calculating the behavior of the cosmic ray for each energy of the cosmic ray and combining the calculation results.

図9は、地表に降り注ぐ宇宙線のエネルギー分布を例示した説明図である。図示されているように、地表に降り注ぐ宇宙線は様々なエネルギーを持っている。こうした宇宙線全体について計算する場合、まず、分布の各エネルギーについて、上述した実施例と同様に、宇宙線の挙動を算出する。例えば図9の例では、図中に「F」と示したエネルギーについて、上述の実施例と同様にして、飛来方向の分布を取得することが可能である(図8を参照)。同様にして、「G」「H」と示したエネルギーについても、飛来方向の分布を取得する。そして、それらの分布を、宇宙線のエネルギー分布を反映させた比率(重み)で重ね合わせることにより、宇宙線のエネルギー全体に対応する分布を取得すればよい。こうすれば、宇宙線のエネルギー分布を反映させたより正確な推定をすることが可能である。   FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the energy distribution of cosmic rays falling on the ground surface. As shown in the figure, the cosmic rays falling on the surface of the earth have various energies. When calculating such cosmic rays as a whole, first, the behavior of cosmic rays is calculated for each energy of the distribution in the same manner as in the above-described embodiment. For example, in the example of FIG. 9, the distribution in the flying direction can be acquired for the energy indicated by “F” in the drawing in the same manner as in the above-described embodiment (see FIG. 8). Similarly, the distribution in the flying direction is acquired for the energy indicated as “G” and “H”. Then, by superimposing these distributions at a ratio (weight) reflecting the energy distribution of cosmic rays, a distribution corresponding to the entire energy of cosmic rays may be acquired. In this way, it is possible to make a more accurate estimation that reflects the energy distribution of cosmic rays.

あるいは、エネルギーごとに飛来頻度の分布を求めるのではなく、入射方向ごとに分布を求めてもよい。すなわち、宇宙線のエネルギー分布と、入射方向の物質の構造情報とに基づいて、その入射方向の飛来頻度を計算するものとしてもよい。例えば、宇宙線のエネルギー分布に基づいて、宇宙線のエネルギーを決定する。そして、入射方向に沿って取得した構成情報に対応する物質に対して、そのエネルギーの宇宙線を入射した場合に、放射線検出器に到達するか否かを判定する。判定に際しては、上述したモンテカルロシミュレーションの方法によって行ってもよい。あるいはより簡単に、物質の構成情報に基づいて、宇宙線がその物質を通過するのに必要なエネルギーを数値計算や理論式によって計算するものとしてもよい。こうしてそのエネルギーの宇宙線が放射線に到達するか否かを判定したら、再び宇宙線のエネルギー分布に基づいて宇宙線のエネルギーを決定し、同様に、放射線検出器に到達するか否かを判断する。こうした処理を繰り返し行うことにより、その入射方向について、宇宙線の飛来頻度を算出することが可能である。加えて、飛来方向ごとに異なる宇宙線エネルギー分布を用いることもできるので、宇宙線の挙動をより正確に計算可能である。   Alternatively, instead of obtaining the distribution of the flying frequency for each energy, the distribution may be obtained for each incident direction. In other words, the flying frequency in the incident direction may be calculated based on the energy distribution of the cosmic rays and the structure information of the material in the incident direction. For example, the energy of cosmic rays is determined based on the energy distribution of cosmic rays. Then, it is determined whether or not the substance corresponding to the configuration information acquired along the incident direction reaches the radiation detector when cosmic rays of that energy are incident. The determination may be made by the Monte Carlo simulation method described above. Alternatively, more simply, the energy required for cosmic rays to pass through the material may be calculated by numerical calculation or theoretical formula based on the material configuration information. When it is determined whether or not the cosmic ray of that energy reaches the radiation, the energy of the cosmic ray is again determined based on the energy distribution of the cosmic ray, and similarly it is determined whether or not it reaches the radiation detector. . By repeating such processing, it is possible to calculate the flying frequency of cosmic rays in the incident direction. In addition, different cosmic ray energy distributions can be used for each flight direction, so that the behavior of cosmic rays can be calculated more accurately.

こうした飛来頻度の計算を複数の入射方向についてそれぞれ行えば、上述した実施例と同様に、各入射方向の飛来頻度を合成することにより、飛来頻度の方向分布を取得することが可能となる。こうした場合も、上述の実施例と同様に、入射方向についてのみシミュレーション等を行えばよいことから、計算量が増大してしまう事態を回避して、宇宙線の挙動を迅速に推定することが可能である。   If such flying frequency calculation is performed for each of a plurality of incident directions, it is possible to acquire the direction distribution of the flying frequencies by synthesizing the flying frequencies of the respective incident directions as in the above-described embodiment. In such a case as well, it is only necessary to perform a simulation or the like only in the incident direction as in the above-described embodiment, so that it is possible to quickly estimate the behavior of cosmic rays while avoiding an increase in the amount of calculation. It is.

なお、上述の説明では、宇宙線のエネルギーごとにシミュレーション等を行って、放射線検出器に到達するか否かを判断するものとして説明したが、宇宙線のエネルギー損失量は宇宙線のエネルギーによって大きくは異ならないので、代表的なエネルギーについて計算し、他のエネルギーについては、代表的なエネルギーについての計算結果から推定するものとしてもよい。たとえば、代表値として10GeVの宇宙線についてエネルギー損失量の分布を算出しておく(図7(a)を参照)。また、このエネルギー損失量の分布に基づいて、エネルギー損失量を決定する。そして、宇宙線のエネルギー分布に基づいて宇宙線のエネルギーを決定したら、エネルギー損失量と宇宙線のエネルギーとを比較することにより、その宇宙線が放射線検出器に到達するか否かを判断する。   In the above description, a simulation or the like is performed for each cosmic ray energy to determine whether or not it reaches the radiation detector. However, the amount of cosmic ray energy loss depends on the cosmic ray energy. Since there is no difference, it is possible to calculate the representative energy and estimate other energy from the calculation result of the representative energy. For example, a distribution of energy loss is calculated for a cosmic ray of 10 GeV as a representative value (see FIG. 7A). Further, the energy loss amount is determined based on the distribution of the energy loss amount. When the energy of the cosmic ray is determined based on the energy distribution of the cosmic ray, it is determined whether the cosmic ray reaches the radiation detector by comparing the energy loss amount with the energy of the cosmic ray.

こうすれば、宇宙線のエネルギーごとに計算をしなくてもよいので、計算量をより抑制して、宇宙線の挙動をより迅速に計算することが可能となる。   By doing so, it is not necessary to calculate for each energy of the cosmic ray, so that the calculation amount can be further suppressed and the behavior of the cosmic ray can be calculated more quickly.

C−2.第2変形例 :
上述の実施例および変形例では、宇宙線の飛来頻度を計算するものとして説明したが、宇宙線の挙動を表す他の物理量を計算することも可能である。例えば、宇宙線が物質を通過する際には、宇宙線は物質に散乱されながら通過するため、宇宙線の進行方向が当初の方向からズレることがある。こうした進行方向のズレ(角度ズレあるいは位置ズレ)を計算するものとしてもよい。
C-2. Second modification:
In the above-described embodiments and modifications, it has been described that the flying frequency of cosmic rays is calculated, but other physical quantities representing the behavior of cosmic rays can also be calculated. For example, when a cosmic ray passes through a substance, the cosmic ray passes while being scattered by the substance, so that the traveling direction of the cosmic ray may deviate from the initial direction. Such a shift in the traveling direction (angle shift or position shift) may be calculated.

図10は、各入射方向について、宇宙線の角度ズレの分布を取得した様子を例示した説明図である。図10(a)には、図4に「A」と示した入射方向についての角度ズレの分布が例示されており、図10(b)には、図4に「C」と示した入射方向についての角度ズレの分布が例示されている。こうした分布を取得するには、前述した実施例と同様に、まず入射方向を決定し、入射方向に沿って物質の構成情報を取得する。そして、取得した構成情報に相当する物質を宇宙線が通過する際の挙動を、前述したモンテカルロシミュレーションの手法を用いて計算する。この場合は、宇宙線が物質中を進むごとに、宇宙線の散乱角を確率的手法によって計算すればよい。そして、宇宙線の進行方向を、計算して得た散乱角の分だけ変化させながら、計算を繰り返していけばよい。こうした計算を複数の宇宙線について繰り返すことにより、図10に例示した分布を取得可能である。   FIG. 10 is an explanatory view exemplifying a state in which the distribution of angular deviation of cosmic rays is acquired for each incident direction. FIG. 10A illustrates the distribution of angular deviations with respect to the incident direction indicated as “A” in FIG. 4, and FIG. 10B illustrates the incident direction indicated as “C” in FIG. 4. An example of the distribution of angular deviations for is shown. In order to acquire such distribution, as in the above-described embodiment, first, the incident direction is determined, and the configuration information of the substance is acquired along the incident direction. Then, the behavior when the cosmic rays pass through the substance corresponding to the acquired configuration information is calculated using the Monte Carlo simulation method described above. In this case, each time the cosmic ray travels through the material, the scattering angle of the cosmic ray may be calculated by a probabilistic method. Then, the calculation may be repeated while changing the traveling direction of the cosmic rays by the amount of the scattering angle obtained by the calculation. By repeating such calculation for a plurality of cosmic rays, the distribution illustrated in FIG. 10 can be acquired.

なお、宇宙線の散乱の程度(角度ズレの程度、位置ズレの程度)は、おおまかには、通過する物質の質量や原子の陽子数が多いほど、散乱の程度が大きくなる。したがって、物質ごとにこうした散乱の程度を予め対応付けて記憶しておき、そこから散乱の程度を取得するものとしてもよい。また、宇宙線のエネルギーや運動量によっても散乱の程度が異なるので、散乱の程度を、エネルギーや運動量と対応付けて記憶しておくものとしてもよい。   In general, the degree of scattering of cosmic rays (degree of angular deviation, degree of positional deviation) increases as the mass of the substance passing through and the number of protons in the atom increase. Therefore, the degree of scattering may be stored in association with each substance in advance, and the degree of scattering may be acquired therefrom. Further, since the degree of scattering varies depending on the energy and momentum of cosmic rays, the degree of scattering may be stored in association with energy and momentum.

各入射方向について宇宙線の角度ズレの様子を計算したら、前述の実施例と同様に、複数の入射方向についてそれらを合成することにより、宇宙線の角度ズレの方向分布を取得することが可能である。   Once the cosmic ray angle deviation is calculated for each incident direction, it is possible to obtain the cosmic ray angle deviation direction distribution by combining them for a plurality of incident directions, as in the previous embodiment. is there.

図11は、角度ズレの方向分布を取得した様子を例示した説明図である。図示されているように、横軸には放射線検出器からみた仰角がプロットされている。また、図4に例示した各入射方向(図4に「A」から「D」と示した線分を参照)が例示されている。縦軸には、各入射方向について、角度ズレ量の平均値がプロットされている。前述したように、図4に「C」と示された方向には空洞があるため、他の入射方向に比べると、宇宙線の角度ズレの程度が小さくなる(図10(a)および図10(b)を参照)。このことに対応して、図11の分布では、図中に「C」と示した位置の近傍で角度ズレ量の低下が見られ、その低下している部分の幅が、空洞のサイズに対応している。このように、宇宙線の角度ズレの程度を調べることによっても、空洞の存在を検出したり、空洞の存在位置を推定したり、空洞のサイズを推定することが可能である。こうした場合も、本実施例および変形例では、計算量が多大になってしまう事態を回避して、宇宙線の挙動を迅速に計算することが可能である。   FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a state in which the direction distribution of angular deviation is acquired. As shown in the figure, the elevation angle viewed from the radiation detector is plotted on the horizontal axis. Further, the respective incident directions illustrated in FIG. 4 (see the line segments indicated by “A” to “D” in FIG. 4) are illustrated. On the vertical axis, the average value of the angle deviation is plotted for each incident direction. As described above, since there is a cavity in the direction indicated by “C” in FIG. 4, the degree of cosmic ray angle deviation is smaller than in other incident directions (FIG. 10A and FIG. 10). (See (b)). Corresponding to this, in the distribution of FIG. 11, a decrease in the amount of angular deviation is observed in the vicinity of the position indicated by “C” in the drawing, and the width of the reduced portion corresponds to the size of the cavity. is doing. As described above, it is possible to detect the existence of the cavity, estimate the position of the cavity, and estimate the size of the cavity by examining the degree of the angle deviation of the cosmic rays. Even in such a case, in this embodiment and the modification, it is possible to avoid the situation where the amount of calculation becomes large and to quickly calculate the behavior of the cosmic rays.

C−3.第3変形例 :
あるいは、放射線のエネルギーを計算するものとしてもよい。例えば宇宙線の場合には、物質を通過する際にエネルギーを損失していくため、放射線検出器の位置ではエネルギーが当初よりも低下している。こうした宇宙線のエネルギーを計算するものとしてもよい。
C-3. Third modification:
Alternatively, the energy of radiation may be calculated. For example, in the case of cosmic rays, energy is lost when passing through a substance, so that the energy is lower than the original at the position of the radiation detector. The energy of such cosmic rays may be calculated.

図12は、各入射方向について、宇宙線のエネルギーの分布を取得した様子を例示した説明図である。図12(a)には、図4に「A」と示した入射方向についての宇宙線のエネルギー分布が例示されており、図12(b)には、図4に「C」と示した入射方向についての宇宙線のエネルギー分布が例示されている。こうした分布を取得するには、前述した実施例と同様に、まず入射方向を決定し、入射方向に沿って物質の構成情報を取得する。そして、取得した構成情報に相当する物質を宇宙線が通過する際の挙動を、前述したモンテカルロシミュレーションの手法を用いて計算する。すなわち、宇宙線が物質中を進むごとに宇宙線のエネルギー損失量を確率的手法によって計算し、計算して得たエネルギー損失量の分だけ、宇宙線のエネルギーを減少させていけばよい。こうした計算を複数の宇宙線について繰り返すことにより、図12に例示した分布を取得可能である。   FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating the state in which the energy distribution of cosmic rays is acquired for each incident direction. FIG. 12A illustrates the energy distribution of cosmic rays in the incident direction indicated as “A” in FIG. 4, and FIG. 12B illustrates the incidence indicated as “C” in FIG. 4. The energy distribution of cosmic rays with respect to direction is illustrated. In order to acquire such distribution, as in the above-described embodiment, first, the incident direction is determined, and the configuration information of the substance is acquired along the incident direction. Then, the behavior when the cosmic rays pass through the substance corresponding to the acquired configuration information is calculated using the Monte Carlo simulation method described above. That is, each time a cosmic ray travels through a substance, the amount of energy loss of the cosmic ray is calculated by a probabilistic method, and the energy of the cosmic ray is reduced by the amount of energy loss obtained by the calculation. By repeating such calculation for a plurality of cosmic rays, the distribution illustrated in FIG. 12 can be acquired.

各入射方向について宇宙線のエネルギーの様子を計算したら、前述の実施例と同様に、複数の入射方向についてそれらを合成することにより、宇宙線のエネルギーの方向分布を取得することが可能である。   When the state of cosmic ray energy is calculated for each incident direction, the direction distribution of cosmic ray energy can be obtained by combining them for a plurality of incident directions, as in the above-described embodiment.

図13は、宇宙線のエネルギーの方向分布を取得した様子を例示した説明図である。図示されているように、横軸には放射線検出器からみた仰角がプロットされており、横軸の各位置には、図4に例示した各入射方向(図4に「A」から「D」と示した線分を参照)が例示されている。縦軸には、各入射方向について、宇宙線の平均エネルギーがプロットされている。前述したように、図4に「C」と示された方向には空洞があるため、他の入射方向に比べると、宇宙線のエネルギー損失が小さい(図12(a)および図12(b)を参照)。このことに対応して、図13の分布では、図中に「C」と示した位置の近傍で宇宙線の平均エネルギーの上昇が見られ、その上昇している部分の幅が、空洞のサイズに対応している。このように、宇宙線のエネルギーを調べることによっても、空洞の存在を検出したり、空洞の存在位置を推定したり、空洞のサイズを推定することが可能である。こうした場合も、本実施例および変形例では、計算量が多大になってしまう事態を回避して、宇宙線の挙動を迅速に計算することが可能である。   FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a state in which the directional distribution of energy of cosmic rays is acquired. As shown in the figure, the horizontal axis plots the elevation angle viewed from the radiation detector, and each position on the horizontal axis has each incident direction illustrated in FIG. 4 (“A” to “D” in FIG. 4). (See the line segment indicated). On the vertical axis, the average energy of cosmic rays is plotted for each incident direction. As described above, since there is a cavity in the direction indicated by “C” in FIG. 4, the energy loss of cosmic rays is small compared to other incident directions (FIGS. 12A and 12B). See). Corresponding to this, in the distribution of FIG. 13, an increase in the average energy of the cosmic rays is observed in the vicinity of the position indicated by “C” in the drawing, and the width of the rising portion is the size of the cavity. It corresponds to. Thus, by examining the energy of cosmic rays, it is possible to detect the presence of a cavity, estimate the location of the cavity, and estimate the size of the cavity. Even in such a case, in this embodiment and the modification, it is possible to avoid the situation where the amount of calculation becomes large and to quickly calculate the behavior of the cosmic rays.

C−4.第4変形例 :
あるいは、放射線の運動量を計算するものとしてもよい。例えば宇宙線の場合には、物質を通過する際にエネルギーを損失するため、それに伴って運動量も低下していく。その結果、放射線検出器の位置では、宇宙線は当初よりも低い運動量を有することになる。こうした運動量を計算するものとしてもよい。
C-4. Fourth modification:
Alternatively, the momentum of radiation may be calculated. For example, in the case of cosmic rays, energy is lost when passing through a substance, so the momentum decreases accordingly. As a result, at the position of the radiation detector, the cosmic rays have a lower momentum than originally. Such momentum may be calculated.

図14は、各入射方向について、宇宙線の運動量の分布を取得した様子を例示した説明図である。図14(a)には、図4に「A」と示した入射方向についての宇宙線の運動量の分布が例示されており、図14(b)には、図4に「C」と示した入射方向についての宇宙線の運動量の分布が例示されている。こうした分布を取得するには、前述した実施例と同様に、まず入射方向を決定し、次いで入射方向に沿って物質の構成情報を取得する。そして、取得した構成情報に相当する物質を宇宙線が通過する際の挙動を、前述したモンテカルロシミュレーションの手法を用いて計算する。すなわち、宇宙線が物質中を進むごとに宇宙線の運動量の減少を確率的手法によって計算し、その分だけ、宇宙線の運動量を減少させていけばよい。こうした計算を複数の宇宙線について繰り返すことにより、図14に例示した分布を取得可能である。   FIG. 14 is an explanatory view exemplifying a situation in which the distribution of momentum of cosmic rays is acquired for each incident direction. FIG. 14 (a) illustrates the distribution of momentum of cosmic rays in the incident direction indicated as “A” in FIG. 4, and FIG. 14 (b) indicates “C” in FIG. The distribution of the momentum of cosmic rays with respect to the incident direction is illustrated. In order to acquire such a distribution, the incident direction is first determined as in the above-described embodiment, and then the substance configuration information is acquired along the incident direction. Then, the behavior when the cosmic rays pass through the substance corresponding to the acquired configuration information is calculated using the Monte Carlo simulation method described above. That is, every time the cosmic ray travels through the material, the reduction of the cosmic ray momentum is calculated by a probabilistic method, and the cosmic ray momentum is reduced accordingly. By repeating these calculations for a plurality of cosmic rays, the distribution illustrated in FIG. 14 can be acquired.

各入射方向について宇宙線の運動量の挙動を計算したら、前述の実施例と同様に、複数の入射方向についてそれらを合成することにより、宇宙線の運動量の方向分布を取得することが可能である。   Once the behavior of the cosmic ray momentum is calculated for each incident direction, it is possible to obtain the cosmic ray momentum direction distribution by synthesizing them for a plurality of incident directions, as in the above-described embodiment.

図15は、宇宙線の平均運動量の方向分布を取得した様子を例示した説明図である。図示されているように、横軸には放射線検出器からみた仰角がプロットされており、横軸の各位置には、図4に例示した各入射方向(図4に「A」から「D」と示した線分を参照)が例示されている。縦軸には、各入射方向について、宇宙線の平均運動量がプロットされている。前述したように、図4に「C」と示された方向には空洞があるため、他の入射方向に比べると、宇宙線の運動量の減少が小さく、その結果として放射線検出器の位置での運動量が高い(図14(a)および図14(b)を参照)。このことに対応して、図15の分布では、図中に「C」と示した位置の近傍で宇宙線の平均運動量の上昇が見られ、その上昇している部分の幅が、空洞のサイズに対応している。このように、宇宙線の運動量を調べることによっても、空洞の存在を検出したり、空洞の存在位置を推定したり、空洞のサイズを推定することが可能である。こうした場合も、本実施例および変形例では、計算量が多大になってしまう事態を回避して、宇宙線の挙動を迅速に計算することが可能である。   FIG. 15 is an explanatory view exemplifying a state where the direction distribution of the average momentum of cosmic rays is acquired. As shown in the figure, the horizontal axis plots the elevation angle viewed from the radiation detector, and each position on the horizontal axis has each incident direction illustrated in FIG. 4 (“A” to “D” in FIG. 4). (See the line segment indicated). On the vertical axis, the average momentum of cosmic rays is plotted for each incident direction. As described above, since there is a cavity in the direction indicated by “C” in FIG. 4, the decrease in the momentum of the cosmic rays is small compared to other incident directions, and as a result, at the position of the radiation detector. The amount of exercise is high (see FIG. 14 (a) and FIG. 14 (b)). Corresponding to this, in the distribution of FIG. 15, an increase in the average momentum of the cosmic rays is observed in the vicinity of the position indicated by “C” in the drawing, and the width of the rising portion is the size of the cavity. It corresponds to. Thus, by examining the momentum of cosmic rays, it is possible to detect the existence of a cavity, estimate the position of the cavity, and estimate the size of the cavity. Even in such a case, in this embodiment and the modification, it is possible to avoid the situation where the amount of calculation becomes large and to quickly calculate the behavior of the cosmic rays.

C−5.第5変形例 :
上述した実施例および変形例では、放射線検出器は物質を通過後の位置に配置するものとして説明した(図4を参照)。しかし、物質を通過する前の位置にも設置するものとしてもよい。そして、放射線の挙動を計算する際には、物質を通過する前の位置でも計算するものとしてもよい。
C-5. Fifth modification:
In the above-described embodiments and modifications, the radiation detector is described as being arranged at a position after passing the substance (see FIG. 4). However, it may be installed at a position before passing through the substance. And when calculating the behavior of radiation, it is good also as what is calculated also in the position before passing a substance.

図16は、地中を通過する前の位置にも放射線検出器を配置した様子を例示した説明図である。図示されているように、トンネルの天井に配置した放射線検出器(図中に放射線検出器「X」と示した放射線検出器)に加えて、地上にも放射線検出器(図中に放射線検出器「Y」と示した放射線検出器)が配置されている。   FIG. 16 is an explanatory view exemplifying a state in which the radiation detector is arranged at a position before passing through the ground. As shown in the figure, in addition to the radiation detector (radiation detector indicated as radiation detector “X” in the figure) arranged on the ceiling of the tunnel, the radiation detector on the ground (radiation detector in the figure). A radiation detector indicated as “Y” is arranged.

本変形例では、放射線検出器「Y」に入射する宇宙線の物理量についても取得する。なお、ここでは各方向からの宇宙線の飛来数を取得する場合を例にとって説明するが、その他の物理量であってもよい。宇宙線の飛来数はどのような方法で取得してもよく、例えば予め飛来数を設定したテーブルを用意しておき、そこから取得してもよい。あるいは確率密度関数を用意しておき、そこから取得してもよい。   In this modification, the physical quantity of cosmic rays incident on the radiation detector “Y” is also acquired. Here, a case where the number of cosmic rays flying from each direction is obtained will be described as an example, but other physical quantities may be used. The number of incoming cosmic rays may be acquired by any method, for example, a table in which the number of incoming flights is set in advance may be acquired. Alternatively, a probability density function may be prepared and acquired from there.

また、本変形例において入射方向を決定する際には、前述の実施例と同様に、放射線が入射する方向を種々の方法で決定すればよい。例えば宇宙線の場合には、四方八方から降り注ぐので、図16に「A」から「D」で示したいずれの方向からも宇宙線が降り注ぐので、いずれの方向を入射方向として決定してもよい。なお本変形例では、2つの放射線検出器を結ぶ方向を、入射方向として決定するものとして説明する。   Further, when the incident direction is determined in this modification, the direction in which the radiation is incident may be determined by various methods as in the above-described embodiment. For example, in the case of a cosmic ray, since it pours from all directions, cosmic rays pour from any direction indicated by “A” to “D” in FIG. 16, so any direction may be determined as the incident direction. . In this modification, the description will be made assuming that the direction connecting two radiation detectors is determined as the incident direction.

このように放射線検出器を物質の前後に配置した場合、通過する前後での変化を推定することができるので、構造をより精度良く調べることが可能である。例えば、放射線検出器「Y」での宇宙線の飛来数と、放射線検出器「X」での宇宙線の飛来数とを比較することにより、放射線検出器「X」と放射線検出器「Y」との間で停止した宇宙線の数をより正確に把握することが可能であり、延いては、放射線検出器「X」と放射線検出器「Y」との間の構造をより詳しく把握することが可能である。   When the radiation detectors are arranged before and after the substance in this way, the change before and after passing can be estimated, so that the structure can be examined with higher accuracy. For example, by comparing the number of cosmic rays coming from the radiation detector “Y” with the number of cosmic rays coming from the radiation detector “X”, the radiation detector “X” and the radiation detector “Y” are compared. It is possible to more accurately grasp the number of cosmic rays that have stopped between the two and, in turn, grasp the structure between the radiation detector “X” and the radiation detector “Y” in more detail. Is possible.

こうした場合、放射線検出器「X」での測定結果と、放射線検出器「Y」での測定結果がどのようになるのかを、あらかじめ計算することが必要になる場合がある。そこで本変形例では、放射線検出器と放射線検出器を結ぶ方向を入射方向として、その方向に沿って、物質の構成情報を取得する。そして、前述した実施例と同様に、その構成情報に対応する物質を宇宙線が通過した際の挙動を取得するとともに、各入射方向についての取得結果を合成することによって、入射方向に対する分布を取得する。こうすれば、前述した実施例と同様に、計算量が多大になってしまう事態を回避可能である。加えて、放射線検出器と放射線検出器との間の物質を通過する際の宇宙線の挙動を、モンテカルロシミュレーション等の方法によって正確に計算することが可能である。これにより、こうした物質通過の前後で宇宙線の挙動を計算する場合についても、迅速に計算できるとともに、精度良く計算することが可能である。   In such a case, it may be necessary to calculate in advance what the measurement result of the radiation detector “X” and the measurement result of the radiation detector “Y” will be. Therefore, in this modification, the direction connecting the radiation detector and the radiation detector is set as the incident direction, and the configuration information of the substance is acquired along that direction. As in the previous embodiment, the behavior when the cosmic rays pass through the substance corresponding to the configuration information is acquired, and the distribution for the incident direction is acquired by synthesizing the acquisition results for each incident direction. To do. By doing so, it is possible to avoid a situation in which the amount of calculation becomes large as in the above-described embodiment. In addition, the behavior of cosmic rays when passing through the substance between the radiation detectors can be accurately calculated by a method such as Monte Carlo simulation. As a result, even when the behavior of cosmic rays is calculated before and after passing through such a substance, it is possible to calculate quickly and accurately.

以上、本実施例および変形例のシミュレーションシステムについて説明したが、本発明は、上述した実施例および変形例に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の態様で実施することが可能である。例えば、上述の本実施例および変形例では、放射線の一例として宇宙線を例にとって説明したが、宇宙線にかぎらず、複数の方向から飛来する放射線であれば、どのような放射線(素粒子)であっても本発明を適用可能である。例えば、四方八方からガンマ線が飛来する状況についても、上述した内容を適用可能である。同様に、中性子が飛来する状況についても適用可能である。   As mentioned above, although the simulation system of a present Example and the modification was demonstrated, this invention is not restricted to the Example and the modification mentioned above, In the range which does not deviate from the meaning, it is possible to implement in various aspects. . For example, in the above-described embodiments and modifications, cosmic rays have been described as an example of radiation. However, any radiation (elementary particle) may be used as long as it is radiation that is not limited to cosmic rays but is emitted from a plurality of directions. Even so, the present invention is applicable. For example, the above-described contents can be applied to a situation where gamma rays come from all sides. Similarly, it can be applied to the situation where neutrons fly.

10…シミュレーションシステム、 100…サーバー装置、 104…ディスク装置
200…コンピューター端末装置、 300…携帯電話
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Simulation system 100 ... Server apparatus 104 ... Disk apparatus 200 ... Computer terminal apparatus 300 ... Mobile phone

Claims (6)

複数の方向から物質に入射する放射線について、該物質を通過した後の該放射線の物理量を計算する放射線計算装置であって、
前記物質の組成および幾何学構造を記憶する物質情報記憶手段と、
前記放射線の前記物理量が計算される位置である物理量計算位置を記憶する物理量計算位置記憶手段と、
前記物理量計算位置への前記放射線の入射方向を決定する入射方向決定手段と、
前記物理量計算位置から前記入射方向に沿って、前記物質の組成および幾何学構造の情報を取得する入射方向物質情報取得手段と、
前記取得した組成および幾何学構造を有する物質を放射線が通過する際の挙動情報を取得する挙動情報取得手段と、
複数の前記入射方向についての前記挙動情報に基づいて、前記物理量計算位置での複数の方向からの前記放射線の前記物理量を計算する物理量計算手段と
を備える放射線計算装置。
A radiation calculation device that calculates a physical quantity of radiation after passing through the material for radiation incident on the material from a plurality of directions,
Substance information storage means for storing the composition and geometric structure of the substance;
Physical quantity calculation position storage means for storing a physical quantity calculation position which is a position where the physical quantity of the radiation is calculated;
An incident direction determining means for determining an incident direction of the radiation to the physical quantity calculation position;
Incident direction substance information acquisition means for acquiring composition and geometric structure information of the substance along the incident direction from the physical quantity calculation position;
Behavior information acquisition means for acquiring behavior information when radiation passes through the substance having the acquired composition and geometric structure;
A physical quantity calculation unit comprising: physical quantity calculation means for calculating the physical quantity of the radiation from a plurality of directions at the physical quantity calculation position based on the behavior information for a plurality of the incident directions.
請求項1に記載の放射線計算装置であって、
前記物理量計算位置とは異なる位置たる第2物理量計算位置を記憶する第2物理量計算位置記憶手段を備え、
前記物質情報記憶手段は、前記物理量計算位置と前記第2物理量計算位置との間の物質の組成および幾何学構造を記憶する手段であり、
前記入射方向決定手段は、前記第2物理量計算位置と前記物理量計算位置とを結ぶ方向を決定する手段であり、
前記挙動情報取得手段は、前記第2物理量計算位置に前記入射方向から入射する放射線の挙動情報たる第2挙動情報と、前記挙動情報とを取得する手段であり、
前記物理量計算手段は、前記第2挙動情報と前記挙動情報との差異を計算する手段である放射線計算装置。
The radiation calculation apparatus according to claim 1,
Second physical quantity calculation position storage means for storing a second physical quantity calculation position which is a position different from the physical quantity calculation position;
The substance information storage means is means for storing the composition and geometric structure of the substance between the physical quantity calculation position and the second physical quantity calculation position,
The incident direction determining means is means for determining a direction connecting the second physical quantity calculation position and the physical quantity calculation position;
The behavior information acquisition means is means for acquiring second behavior information as behavior information of radiation incident on the second physical quantity calculation position from the incident direction, and the behavior information.
The physical quantity calculation means is a radiation calculation apparatus which is a means for calculating a difference between the second behavior information and the behavior information.
請求項1または請求項2に記載の放射線計算装置であって、
前記挙動情報取得手段は、前記取得した組成および幾何学構造を有する物質を放射線が通過する頻度に関する情報を取得する手段であり、
前記物理量計算手段は、前記頻度に関する情報に基づいて、前記物理量計算位置での前記放射線の前記入射方向ごとの飛来頻度を計算する手段である放射線計算装置。
The radiation calculation apparatus according to claim 1 or 2,
The behavior information acquisition means is means for acquiring information regarding the frequency of radiation passing through the substance having the acquired composition and geometric structure,
The physical quantity calculation means is a radiation calculation apparatus which is a means for calculating the frequency of arrival of the radiation in the incident direction at the physical quantity calculation position based on the information on the frequency.
請求項1ないし請求項3に記載の放射線計算装置であって、
前記挙動情報取得手段は、前記取得した組成および幾何学構造を有する物質を放射線が通過した後の該放射線の進行方向と、前記入射方向とのずれに関する情報を取得する手段であり、
前記物理量計算手段は、前記ずれに関する情報に基づいて、前記物理量計算位置での前記放射線の入射角度を計算する手段である放射線計算装置。
The radiation calculation apparatus according to claim 1, wherein
The behavior information acquisition means is means for acquiring information regarding a deviation between the incident direction and the traveling direction of the radiation after passing through the substance having the acquired composition and geometric structure,
The physical quantity calculation means is a radiation calculation apparatus which is a means for calculating an incident angle of the radiation at the physical quantity calculation position based on the information regarding the deviation.
複数の方向から物質に入射する放射線について、該物質を通過した後の該放射線の物理量を計算する放射線計算方法であって、
前記物質の組成および幾何学構造を記憶する物質情報記憶工程と、
前記放射線の前記物理量が計算される位置である物理量計算位置を記憶する物理量計算位置記憶工程と、
前記物理量計算位置への前記放射線の入射方向を決定する入射方向決定工程と、
前記物理量計算位置から前記入射方向に沿って、前記物質の組成および幾何学構造の情報を取得する入射方向物質情報取得工程と、
前記取得した組成および幾何学構造を有する物質を放射線が通過する際の挙動情報を取得する挙動情報取得工程と、
複数の前記入射方向についての前記挙動情報に基づいて、前記物理量計算位置での複数の方向からの前記放射線の前記物理量を計算する物理量計算工程と
を備える放射線計算方法。
A radiation calculation method for calculating a physical quantity of the radiation after passing through the substance with respect to radiation incident on the substance from a plurality of directions,
A substance information storing step for storing the composition and geometric structure of the substance;
A physical quantity calculation position storing step for storing a physical quantity calculation position which is a position where the physical quantity of the radiation is calculated;
An incident direction determining step for determining an incident direction of the radiation to the physical quantity calculation position;
Incident direction material information acquisition step for acquiring information of the composition and geometric structure of the material along the incident direction from the physical quantity calculation position;
A behavior information acquisition step of acquiring behavior information when radiation passes through the substance having the acquired composition and geometric structure;
A physical quantity calculation step comprising: calculating a physical quantity of the radiation from a plurality of directions at the physical quantity calculation position based on the behavior information for a plurality of incident directions.
複数の方向から物質に入射する放射線について、該物質を通過した後の該放射線の物理量を計算する放射線計算方法を、コンピューターを用いて実現するためのプログラムであって、
前記物質の組成および幾何学構造を記憶する機能(A)と、
前記放射線の前記物理量が計算される位置である物理量計算位置を記憶する機能(B)と、
前記物理量計算位置への前記放射線の入射方向を決定する機能(C)と、
前記物理量計算位置から前記入射方向に沿って、前記物質の組成および幾何学構造の情報を取得する機能(D)と、
前記取得した組成および幾何学構造を有する物質を放射線が通過する際の挙動情報を取得する機能(E)と、
複数の前記入射方向についての前記挙動情報に基づいて、前記物理量計算位置での複数の方向からの前記放射線の前記物理量を計算する機能(F)と
をコンピューターにより実現するプログラム。
A program for realizing, using a computer, a radiation calculation method for calculating a physical quantity of radiation after passing through the material for radiation incident on the material from a plurality of directions,
A function (A) for storing the composition and geometric structure of the substance;
A function (B) for storing a physical quantity calculation position which is a position where the physical quantity of the radiation is calculated;
A function (C) for determining an incident direction of the radiation to the physical quantity calculation position;
A function (D) for acquiring information on the composition and geometric structure of the substance along the incident direction from the physical quantity calculation position;
A function (E) for obtaining behavior information when radiation passes through the substance having the obtained composition and geometric structure;
A function for realizing, by a computer, a function (F) for calculating the physical quantity of the radiation from a plurality of directions at the physical quantity calculation position based on the behavior information for a plurality of incident directions.
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