User’s Manual
Ver. 3.34

序文
本マニュアルは、粒子・重イオン輸送計算コード PHITS (Particle and Heavy Ion Transport code System) の使用方法についてまとめたものです。PHITS は、あらゆる物質中での様々な放射線挙動を模擬するモンテ
カルロ計算コードです。放射線施設の設計、医学物理計算、放射線防護研究、宇宙線・地球惑星科学など、工学、医学、理学の様々な分野で国内外の研究者・技術者に利用されています。本コードに組み込まれた物
理モデルや機能の詳細については、下記の文献1 2 3 やこれを引用する文献をご覧ください。本マニュアル
では、PHITS の実行方法やこれを使用する上で必要となるパラメータについて紹介します。
本マニュアルの内容は表紙に示す PHITS のバージョンに対応したものとなっています。また、予告なしにその内容が変更される場合があります。本マニュアルに関するお問い合わせは、PHITS 事務局 (phits-

oﬃce@jaea.go.jp) までご連絡ください。

1 T. Sato, Y. Iwamoto, S. Hashimoto, T. Ogawa, T. Furuta, S. Abe, T. Kai, Y. Matsuya, N. Matsuda, Y. Hirata, T. Sekikawa, L. Yao, P.E.
Tsai, H.N. Hunter, H. Iwase, Y. Sakaki, K. Sugihara, N. Shigyo, L. Sihver and K. Niita, Recent improvements of the Particle and Heavy Ion
Transport code System - PHITS version 3.33, J. Nucl. Sci. Technol. 61, 127-135 (2024).
2 Y. Iwamoto, T. Sato, S. Hashimoto, T. Ogawa, T. Furuta, S. Abe, T. Kai, N. Matsuda, R. Hosoyamada, and K. Niita, Benchmark study of
the recent version of the PHITS code, J. Nucl. Sci. Technol. 54:5, 617-635 (2017).
3 Y. Iwamoto, S. Hashimoto, T. Sato, N. Matsuda, S. Kunieda, Y. çelik, N. Furutachi and K. Niita, Benchmark study of particle and heavyion transport code system using shielding integral benchmark archive and database for accelerator-shielding experiments, J. Nucl. Sci. Technol.
59, 665-675 (2022).

i

目次
1 最近の改良点と開発体制

1

1.1
1.2

最近の改良点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
開発体制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1
22

1.3

PHITS の参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

2 インストール及び実行方法

24

Windows OS におけるインストール及び実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1 インストール方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2 実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24
24
25

“送る” による実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
コマンドプロンプトからの実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25
25

2.1.3 推奨ソフトウェア . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mac OS におけるインストール及び実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 インストール方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26
26
26

実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ドラッグ&ドロップによる実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27
27

2.2.2.2 ターミナルからの実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
“PHITS Installer.command” の Manual モードによるインストール . . . . . . . . . . .
“PHITS Installer” の Automatic と Manual が共に動作しないときの対応 . . . . . . .

28
29
30

Linux OS におけるインストール及び実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1 インストール方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30
30

実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.2.1 シェルを使用せず直接実行ファイルを指定して実行する方法 . . . . . . . .
実行ファイルの変更方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31
31
32

3 再開始計算と中断方法
3.1 再開始計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33
33

計算の中断 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

4 入出力ファイルの共通書式
4.1 セクションの種類 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 読み込みコントロール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35
36
37

2.1

2.1.2.1
2.1.2.2
2.2

2.2.2

2.2.2.1
2.2.3
2.2.4
2.3

2.3.2
2.4

3.2

4.3
4.4

ファイルの挿入. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ユーザー定義定数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38
39

4.5
4.6
4.7

ユーザー定義文字列 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39
40
41

4.8
4.9

標準出力 (phits.out) の書式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

数式の利用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
粒子の表式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
タリー出力の書式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44
48

5 各セクションの書式
5.1 [ Title ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51
51[ Parameters ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1 計算モード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.2 ヒストリー数、配列の大きさ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52
52
53

5.2

ii

5.3

5.2.3
5.2.4

計算打切エネルギー、モデル切り替えエネルギー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.2.5
5.2.6
5.2.7
5.2.8
5.2.9

時間カット、ウエイトカット、ウエイトウインドウ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57
62

阻止能モデル. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
弾性散乱や全断面積、反応断面積モデル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

64
65

崩壊や脱励起過程モデル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66
67
68

5.2.10 核反応モデルオプション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.11 低エネルギー中性子に関するオプション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.12 光子・電子輸送の PHITS オリジナルモデル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69
70
71

5.2.13 EGS5 用パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.14 光・ミューオン反応モデル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72
75

5.2.15 ニュートリノ反応モデル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.16 クーロン散乱や重力場・電磁場に関するオプション . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.17 出力オプション (1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77
78
80

5.2.18 出力オプション (2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.19 出力オプション (3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

81
82

5.2.20 出力オプション (4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.21 ボクセル及び連続四面体形状のオプション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.22 幾何形状のエラー関係 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

83
84
86

5.2.23 入出力ファイル名 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.24 その他 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88
89

5.2.25 Dumpall オプション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.26 Event Generator Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
[ Source ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

90
95
97

5.3.1
5.3.2

<Source> : マルチソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
共通パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

98
99

5.3.3
5.3.4
5.3.5

円柱分布ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

5.3.6
5.3.7

一般パラボラ分布ソース (x, y, z 独立) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

イベントジェネレーターとカーマ近似 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Adjoint（時間逆行）モード

角柱分布ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
ガウス分布ソース (x, y, z 独立) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
ガウス分布ソース (xy 平面) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

5.3.8 一般パラボラ分布ソース (xy 平面) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.3.9 球及び球殻分布ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.3.10 位相空間線源 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.3.11 s-type = 12 ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.3.12 円錐形状分布ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.3.13 三角柱形状分布ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.3.14 xyz メッシュ空間分布ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.3.15 連続四面体を線源とするソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.3.16 面上分布ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5.3.17 dump データソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5.3.18 ユーザー定義ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
5.3.19 エネルギー分布の定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.3.19.1 積分型連続エネルギー分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.3.19.2 微分型連続エネルギー分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

iii
5.3.19.3 離散的エネルギー分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
5.3.19.4 離散的+積分型連続エネルギー分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.3.19.5 微分型ガウス分布・マクスウェル分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
5.3.19.6 微分型任意関数分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5.3.19.7 RI 線源によるエネルギー分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
5.3.19.8 タリー結果を用いたエネルギー分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
5.3.19.9 宇宙線フラックスのエネルギー・角度分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
5.3.20 角分布の定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5.3.21 時間分布の定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
5.3.22 マルチソースの例題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.4

5.3.23 ダクトソースオプション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153[ Material ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
5.4.1
5.4.2
5.4.3

書式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

5.4.4
5.4.5

物質パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

5.4.6
5.4.7
5.5

5.7

物質組成比の定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
阻止能の指定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

5.4.5.1 阻止能データベースファイルのフォーマット . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
S (α, β) の指定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
飛跡構造解析計算用の化学形の指定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

5.4.8 例題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159[ Surface ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.5.1
5.5.2
5.5.3

5.6

元素（核種）の定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

書式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
マクロボディーの面定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
面の記述方法[ Cell ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
5.6.1 書式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
セルの記述方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

5.6.2
5.6.3
5.6.4

Universe 構造 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Lattice 構造 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

5.6.5

繰り返し幾何形状 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

5.6.5.1

LIKE n BUT セルパラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

5.6.5.2
5.6.5.3
5.6.5.4

Lattice を用いた階層構造 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
ボクセルファントム (voxel phantom) の利用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
連続四面体形状の利用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190[ Transform ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.7.1 書式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.7.2

座標変換の定義と使い方 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

5.7.2.1
5.7.2.2
5.7.3

M = ±1 の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
M = ±2 の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

5.7.2.3 M = ±3 の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
タリーの場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

5.8 [ Temperature ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
5.9 [ Mat Time Change ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
5.10 [ Magnetic Field ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
5.10.1 荷電粒子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

iv
5.10.2 中性子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
5.10.3 磁場マップの読込方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
5.10.4 磁場マップの形式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
5.10.4.1 ヘッダーの指定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
5.10.4.2 磁場強度の定義方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
5.11 [ Electro Magnetic Field ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
5.11.1 一様な電場と磁場の利用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
5.11.2 電場マップの利用方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
5.12 [ Delta Ray ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
5.13 [ Track Structure ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
5.14 [ Super Mirror ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
5.15 [ Elastic Option ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
5.16 [ Data Max ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
5.17 [ Frag Data ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
5.18 [ Importance ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
5.19 [ Weight Window ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
5.20 [ WW Bias ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
5.21 [ Forced Collisions ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
5.22 [ Repeated Collisions ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
5.23 [ Volume ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
5.24 [ Multiplier ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
5.24.1 Multiplier サブセクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
5.25 [ Mat Name Color ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
5.26 [ Reg Name ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
5.27 [ Counter ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
5.28 [ Timer ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.29 [User Defined Interaction], [User Defined Particle] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
6 タリーセクションの共通書式
240
6.1 メッシュ型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

6.2
6.3
6.4
6.5
6.6

6.7

6.1.1
6.1.2
6.1.3

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
階層構造の領域と体積の定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
r-z メッシュ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

6.1.4
6.1.5

xyz メッシュ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
四面体メッシュ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

領域メッシュ

エネルギーメッシュ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

LET メッシュ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
時間メッシュ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
角度メッシュ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
メッシュの定義方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

6.6.1
6.6.2
6.6.3

メッシュタイプ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
e-type = 1 の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
e-type = 2, 3 の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

6.6.4
6.6.5

e-type = 4 の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
e-type = 5 の場合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

他のタリーパラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

v

6.7.1
6.7.2

part パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
axis パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

6.7.3
6.7.4

samepage パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
file パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

6.7.5
6.7.6
6.7.7

resfile パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
unit パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
factor パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

6.7.8 output パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
6.7.9 info パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
6.7.10 title パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
6.7.11 ANGEL パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
6.7.12 2d-type パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
6.7.13 gshow パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
6.7.14 rshow パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
6.7.15 x-txt, y-txt, z-txt パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
6.7.16 volmat パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
6.7.17 epsout パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
6.7.18 カウンターパラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
6.7.19 resol 分解能、width 線太さパラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
6.7.20 trcl 座標変換 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
6.8

6.7.21 dump パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
複数のタリー結果の統合機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

6.9

複数のタリー結果の解析機能

6.9.1
6.9.2

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

ユーザー定義 anatally 機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
分散分析機能6.9.2.1
6.9.2.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

輸送計算のインプットファイル (phits.inp) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
分析機能スクリプト用インプットファイル (autorun.inp) . . . . . . . . . . . 262

6.9.2.3 スクリプトの動作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
6.9.2.4 出力形式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
6.10 拡張された統計指標出力機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6.10.1 使用方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
6.10.2 各統計指標の計算方法と出力例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
6.10.3 Statistical check sheet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
7 各タリーセクションの書式

271

7.1
7.2
7.3

[ T-Track ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271[ T-Cross ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276[ T-Point ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

7.4
7.5

[ T-Adjoint ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286[ T-Deposit ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

7.6
7.7
7.8

[ T-Deposit2 ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296[ T-Heat ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299[ T-Yield ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

7.9 [ T-Product ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
7.10 [ T-DPA ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
7.11 [ T-LET ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

vi
7.12 [ T-SED ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
7.13 [ T-Time ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
7.14 [ T-Interact ]（従来の [ T-Star ]） セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
7.15 [ T-Dchain ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
7.16 [ T-WWG ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
7.17 [ T-WWBG ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
7.18 [ T-Volume ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
7.19 [ T-Userdefined ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
7.20 [ T-Gshow ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
7.21 [ T-Rshow ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
7.22 [ T-3Dshow ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
7.22.1 box の定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
7.22.2 3dshow の例題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
7.23 [ T-4Dtrack ] セクション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
8dump ファイルの処理

9 領域エラーチェック

372
373

10 コンパイル
375
10.1 Windows OS におけるコンパイル方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
10.1.1 Makefile を利用したコンパイル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
10.1.2 Microsoft Visual Studio と Intel Fortran を利用したコンパイル (Windows 用) . . . . . 376
10.2 Mac OS におけるコンパイル方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
10.2.1 Makefile を利用したコンパイル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
10.3 Linux OS におけるコンパイル方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
10.3.1 Makefile を利用したコンパイル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
10.4 KURBUC を含めたコンパイル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
10.5 配列の大きさの変更 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
11 並列版のための指定方法

380

11.1 メモリ分散型並列 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
11.1.1 セットアップ方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
11.1.2 Windows での実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
11.1.3 コマンドラインでの実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
11.1.4 maxcas, maxbch の指定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
11.1.5 異常終了の処理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
11.1.6 Dump, dumpall, [t-userdefined] の出力ファイル名 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
11.1.7 PHITS での読み込みファイルの指定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
11.2 メモリ共有型並列 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
11.2.1 実行方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
11.2.2 メモリ共有型並列計算の注意点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
12 FAQ384

12.1 パラメータ設定関連 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
12.2 エラー、コンパイル関連 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
12.3 タリー関連 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388

vii
12.4 線源設定関連 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
12.5 PHIG-3D 関連 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
12.6 その他 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
APPENDIXA

393

ANGEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
A.1
タリー定義文 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

B

ANGEL パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
SANGEL パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
PHITS で扱えない物理現象リスト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395

C

評価済み核データライブラリ

索引. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
399

1

1

最近の改良点と開発体制

1.1

最近の改良点以下に、PHITS バージョン 3.02 以降の主な改良点を記載します。
バージョン 3.34 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2024 年 3 月 26 日）• Windows 用インストーラを更新しました。詳細は 2.1.1 節インストール方法をご参照ください。また、これに伴い 32bit 版の Windows のサポートを終了しました。

• JENDL-5 の自動設定ファイルを作成してそのインストーラを “phits/XS/jendl5” フォルダに格納しました。この項目を含む上記 2 項目は、アドバンスソフト株式会社のご協力により実施しました。

• [material] セクションで天然元素を指定した場合に展開する安定同位体を指定するファイル “natural abundance 20c.dat” （JENDL-5 用）及び “natural abundance 50c.dat” （JENDL-4 用）を “data” フォ
ルダに追加しました。これらのファイルは、アドレスファイル（“xsdir.jnd” ）の最初に書かれた中性
子ライブラリによって使い分けられます。また、“xsdir.jnd” に格納された各安定同位体の質量テーブ
ルを更新しました。本改良は、日本原子力機構 核データ研究グループの岩本信之博士のご協力により実施しました。

• meta-stable 核種に対する中性子ライブラリを読み込めるようにしました（ただし JENDL-5 を用いた場合のみ）

• 最初のセクションの前に$DBG=1 と書くことにより、メモリ違反や未初期化変数のチェックを行うデバッグモードでの計算を可能としました。

• 拡張された統計指標出力機能を実装しました。従来の統計誤差に加えて、タリー結果に関する分散の分散 (VOV: variance of variance) や性能指数 (FOM: figure of merit)、確率密度分布 (PDF: probability
density function) といった統計指標を出力させます。Version 3.34 では、[t-track] と [t-point] のタリー結果に対して使用可能です。詳細は、6.10 をご覧ください。本開発は、原子力規制庁から日本
原子力研究開発機構への「令和 5 年度原子力発電施設等安全技術対策委託費（PHITS コードに係る検証作業及び統計指標確認機能の開発）事業」による成果です。

• 水の放射線分解で生じるラジカルの挙動をシミュレーションする PHITS-Chem コードをパッケージに加えました。本コードは [track structure] セクションと組み合わせることで利用可能です（現在は電子線のみの対応です）。詳細は、“utility/usrtally/ChemCode” をご参照ください。

• 任意物質に対する電子飛跡構造解析モード ETSART4 を導入しました。
• ヒストリーカウンタを使って特定領域の統計誤差を小さくするように調整された [weight window] を自動で作成する粒子誘導機能を [t-wwg] に導入しました。詳細は、“phits/lecture/advanced/weightB” をご参照ください。

• [weight window] を使った際に粒子の無限増殖を防ぐパラメータ maxbnw を導入しました。本開発
は、原子力規制庁から高度情報科学技術研究機構への「令和 3 年度原子力発電施設等安全技術対策委
託費（PHITS コードに係るコード検証及び分散低減機能の高度化）事業」による成果です。

• [weight window] 及び [t-wwg] の xyz メッシュ最小・最大値が整数で定義された際に自動で微調整するパラメータ deltxyz を導入しました。
4 Y. Hirata et al., Development of an electron track-structure mode for arbitrary semiconductor materials in PHITS, Jpn. J. Appl. Phys. 62,

106001 (2023).

1. 最近の改良点と開発体制

2• 荷電粒子に対する adjoint モードを導入しました。詳細は “phits/utility/adjoint/charged” フォルダをご参照ください。
• PHITS 入力ファイル作成専用エディタ (PHITS-Pad) の β 版を組み込みました。詳細は “phits/phitspad/manual” フォルダにあるマニュアルをご参照ください。本開発は，原子力機構・システム計算科学センター・スー
パーコンピュータ利用に係るプログラミング支援作業の一環として坂本健作氏、伊巻正氏の協力により実施しました。

• [T-4Dtrack] タリーを導入しました。このタリーで出力された粒子の飛跡ファイルを PHIG-3D の“Particle tracks” タブで読み込むことで、飛跡の静止画または動画を作成できます。
• [User Defined Interaction] セクションを導入し、ユーザーが比較的簡単に独自の相互作用を PHITSに組み込めるようになりました。

• [User Defined Particle] セクションを導入し、ユーザーが比較的簡単に独自の粒子を PHITS に組
み込めるようになりました。この機能を用いることで、既存の粒子の性質（寿命や崩壊パターンなど）を変更することも可能です。
• タリーの rshow オプションが mesh=tet でも利用できるようになりました。
• ユーザー定義定数 ci として定義した数値を file(6)(D=phits.out) に出力するオプションを導入しました。[paraemters] において ncvalout により指定した回数だけ出力します。また、c999 まで定義できるように拡張しました。

• [t-cross] の output パラメータを a-type や e-type の有無から自動で判定するようにしました。
• [t-interact] を用いて飛跡構造解析モードにおける反応数を計算する際の反応カテゴリ (output パラメータ) を整理しました。
• 荷電粒子ライブラリを用いた場合や、ターゲット内でエネルギーが変化する厚いターゲットに対しても [forced collisions] を適用可能としました。
• multiplier サブセクションで使用した multiplier の数値を [multiplier] セクションの形式で出力する新しいパラメータ mtinfo を導入しました。
• 荷電粒子ライブラリや高エネルギー中性子ライブラリを用いた場合でも MT 番号 1–3（全反応断面積、
弾性散乱断面積、非弾性散乱断面積）を multiplier サブセクションで利用できるようにしました。

• 断面積出力モード（icntl=1 & inucr=100）を用いて multiplier サブセクションで定義可能な全ての MT 番号（負値含む）に対するデータを出力可能としました。また [libout] に epsout パラメータを導入し、出力した断面積データの画像ファイルを生成できるようにしました。この項目を含む上記
4 項目の改良は、RIST の古立直也博士のご協力により実施しました。
• D-T 反応に対する [frag data] のサンプル入力ファイルを “phits/sample/fragdata/d-T” に追加しました。本データを利用した成果を公表する際は論文5 を引用してください。
• EPS ファイルで軸数値を表記する際、10 進数型と指数型を指定する ANGEL パラメータ（xdec, xexp,
ydec, yexp）を導入しました。
• 以下のバグ修正を行いました。なお、先頭の 4 項目は version 3.31（もしくは 3.33）以降に限定して発生していた不具合です。
5 T. Nishitani, M. Ishikawa, M.-S. Cheon, S.-H. Hong, R. Rodionov, S. di Sarra, V. Krasilnikov, D. Gin; B. Coriton, ”Neutronic
simulations of in-vessel neutron calibrations for ITER neutron diagnostics by using simplified ITER model”, J. Fusion Eng. Des., DOI:
10.1016/j.fusengdes.2023.113548

1.1. 最近の改良点

3– [t-deposit]、unit=0、factor< 0 の場合に正しく規格化されない不具合。
– RI 線源で N-13, O-15, F-18 を指定して proj=all とした場合に陽電子と消滅 γ 線が両方考慮されてしまう不具合。
– インプットファイルの同じ行に 2 つ以上の文字列変数が使えない不具合。
– KURBUC モードが動作しない不具合。
– [t-point] で axis=t とした場合の不具合。
– ITSART を使った場合に [t-interact] が正しく動作しない不具合。
– [t-product] で EGS や飛跡構造解析モードで電子散乱が起きた場合に、生成粒子として電子をカウントしてしまう不具合。
– 電子の飛跡が磁場領域を透過した後に多少ずれてしまう不具合。
– 四面体メッシュ体系で反射境界が動作しない不具合。
バージョン 3.33 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2023 年 9 月 1 日）

• 高エネルギー核データとして格納していた JENDL-4.0/HE（陽子・中性子）と JENDL/DEU-2020（重陽子）を JENDL-56 に入れ替えました。ファイルサイズの観点から、中性子及び陽子に対しては一部の核種しか含まれておらず、また JENDL-4.0/HE や JENDL/DEU-2020 はパッケージから削除されているのでご注意ください。これに伴い、初期設定で利用する高エネルギー核データライブラリ（libパラメータ）は、光核反応や α 粒子反応も含めて全て JENDL-5 に統一しました。パッケージに含まれる核データライブラリの種類やデータの追加方法に関しては、Appendix C 評価済核データライブラ
リをご参照ください。本入れ替えに関しては、日本原子力研究開発機構 炉物理・熱流動研究グループの今野力博士と多田健一博士、及び核データ研究グループの中山梓介博士にご協力いただきました。

• JENDL-5 の一部導入に伴い、炭素も天然元素組成比に展開するようにしました。従来は、JENDL-4が天然炭素として断面積を評価していたため、炭素のみ天然元素組成比で展開していませんでした。
• タリーの factor パラメータを負値にすると、結果のうちの最大値が factor の絶対値と同じになる
よう規格化する機能を加えました。
• [t-deposit2] で検出器の分解能を考慮する機能を追加しました。
• 文字列変数を使った入力ファイルを読み込めるように PHIG-3D を改良しました。また、セル毎に透明度を設定できるようにしました。本改良は、海上技術安全研究所の大西世紀博士の協力により実施しました。

• PHITS をインストールするフォルダ名（環境変数 PHITSPATH もしくは file(1) パラメータ）の最大文字数を約 170 に変更しました。

• RI 線源機能で消滅光子を出さないオプション（iannih=1）をデフォルトとしました。これは、proj=allのときに陽電子の消滅による γ 線と消滅光子が二重カウントされていたためです。
• [t-dchain] が定義されている場合は強制的に jmout=1 とするように変更しました。
• 密度が 1 g/cm3 以下の場合に、角度分散やエネルギー分散を考慮した場合の最大ステップ長 deltc を密度と連動させないようにしました。これにより、空気など気体中での分散の幅が以前の version と比べて少し小さくなります。
6 Iwamoto O, Iwamoto N, Kunieda S, et al. Japanese evaluated nuclear data library version 5: JENDL-5. J Nucl Sci Technol. 2023;60(1):1-60.

1. 最近の改良点と開発体制

4• 飛跡構造解析コード KURBUC が動作している間、核反応を起こさないよう改定しました。元々のKURBUC が計算する飛程などを厳密に再現することができます。
• 以下のバグ修正を行いました。なお、先頭の 2 項目を除いて、全て version 3.31 以降に限定して発生していた不具合です。
– [t-cross] において 2 つ以上の multiplier サブセクションが定義された場合に再開始計算で発生する不具合– transform を利用した四面体メッシュ体系で四面体メッシュ線源機能 (s-type=24) を使った場
合に線源位置が異常となる不具合– “phits.out” の計算時間が 2 倍で表示されてしまう不具合– マクロボディで特定の面を使った場合 (91 の機能）に発生したメモリ違反– xyz メッシュ線源 (s-type=22) で nx, ny, nz に負値を用いた場合に発生したメモリ違反– RI 中性子源で娘核も中性子を発生する場合に生じていた不具合– KURBUC モードで発生したメモリ違反– DCHAIN3.31 で jmode=-1 とした場合の不具合– 複数のマルチソースで異なる reg パラメータを指定した場合に起きる不具合– 繰り返し形状（lattice）で非常に大きなメッシュ数 (一次元の指定が 10000 を越す) の場合に lostparticle が発生するバグを修正しました。併せて、四面体メッシュ形状で lost particle が稀に発生するバグを修正しました。

– eps ファイルの 2 ページ目以降で点線が表示されなくなるバグを修正しました。
Version 3.32 では、以下のバグを修正しました。なお、最初の 4 項目は Version 3.31 特有のバグです。
（2023
年 5 月 16 日）• RI 線源を使って中性子を発生させた際、エネルギースペクトルが離散的になってしまう不具合を修正。
• [surface] や [cell] セクションで infl コマンドを使用した際に発生していたバグを修正。
• [t-cross] で axis=t とした際に発生していたバグを修正。
• [transform] を多用した場合に稀に発生していたバグを修正。
• dmax(1) が 20 MeV 以下に設定された場合に発生していたバグを修正。
• 重陽子・α 粒子に対するライブラリの dmax と入射エネルギーが完全に一致していた場合に発生していたバグを修正。

• メタステーブル核種に対する中性子核データライブラリ読み込み不具合を修正。
• Windows 版で CPU time が 24 時間（86400 秒）以上計測されない不具合を修正。
バージョン 3.31 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2023 年 4 月 7 日）

• ガンマ崩壊モデル EBITEM を改良し、EBITEM Ver.2 として完成しました。中性子捕獲反応から生じるガンマ線を EGAF(Evaluated Gamma Activation File) によって計算する他、内部転換反応から生じる
原子脱励起反応も計算するようにしました。|igamma| ≥2 にしていれば、特に操作を必要とせず、自動的に Ver.2 を使用します。

• ユーザー定義文字列を利用可能としました。詳細は 4.5 節 ユーザー定義文字列をご参照ください。

1.1. 最近の改良点

5• タリーの画像出力で同じページに表示するデータをコントロールするパラメータ samepage を導入しました。詳細は 6.7.3 節 samepage パラメータをご参照ください。この項目を含む上記 2 項目の開発
は、（株）ナイスの協力により実施しました。

• 断面積出力モード (icntl=1) で核データライブラリに含まれる情報を直接出力する機能 (inucr=100)を導入しました。詳細は、“phits/sample/icntl1” フォルダをご参照ください。

• RI 線源機能 (e-type=28,29) を自発核分裂中性子源に適用可能としました。
• 荷電粒子の核反応断面積の最大値をメモリに格納することにより計算を高速化しました。この項目を含む上記 3 項目の改良は、RIST の古立直也博士のご協力により実施しました。

• [t-sed] タリーに新しいモデルを導入し、PHITS に組み込まれた飛跡構造解析モデルに基づいてマイクロドジメトリ量を計算可能としました。

• ユーザー定義モデル (PHITS-UDM) を開発しました。ユーザー独自の相互作用と生成粒子を定義する
ことが可能となります。詳細は、https://github.com/sakaki-y/PHITS-UDM をご参照下さい。
• 連続四面体形状として許されない四面体同士の交差の有無をチェックするオプション itgchk を導入しました。
• anatally で異なる種類のタリー結果を組み合わせて解析可能となりました。
• [t-product] で核データによる反応によって生成された粒子をタリーできるようになりました。上記
2 つの開発は，原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプログラ
ミング支援作業の一環として坂本健作氏、三浦孝充氏の協力により実施しました。

• 電磁場を抜けた後も電子の挙動が電磁場の影響を受けてしまうバグを修正しました。このバグは、
version3.25 以降、発生していました。
• 同じ核種に対して JENDL4 と他の核データ（JENDL-4.0/HE を除く）を同時に使った場合に発生していたバグを修正しました。
• [t-point] でタリーする際に、標的核の熱運動が適切に計算されないバグを修正しました。熱中性子による散乱がタリー結果に寄与する場合に影響し、線量計算のようにエネルギー積分した量をタリーした時に最大で 20%程度ずれた結果を出していました。
バージョン 3.30 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2023 年 1 月 10 日）• negs パラメータに新たなオプションを導入し、negs=2 とした場合は、電子、陽電子、光子の上限エネルギー dmax(12), dmax(13), dmax(14) が自動で 10 TeV に設定されるようにしました。

• イベントジェネレータモードを使用した場合、中性子捕獲反応から生じる一個目のガンマ線の計算に EGAF(Evaluated Gamma Activation File) を使うようにしました。従来は原子番号が 32(Ge) までの核に評価済みデータを、それ以外の核は理論モデル EBITEM で計算していました。この改良により、32(Ge) までの核に加えて、原子番号 33(As) から 83(Bi) までの天然存在核種全てと、U-235、U-238 の中性子捕獲反応にも評価済みデータを使用することで、より正確な計算が可能になりました• [t-cross] 及び [t-product] で LET の関数として結果を出力するオプションを追加しました。本開発は，原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプログラミング支
援作業の一環として坂本健作氏、三浦孝充氏の協力により実施しました。

• DCHAIN で出力する線量の単位を idosunit で調整する際、その変換係数が変更されました。

1. 最近の改良点と開発体制

6• ITSART の電離・励起断面積計算方法を変更し、阻止能が ATIMA の結果とほぼ一致するように改良しました。
• 断面積出力モード (icntl=1) に、電子を除く荷電粒子の物質中での阻止能を出力する新たなオプショ
ン (inucr=16)、及び任意かつ複数のエネルギーに対して結果を出力する機能を追加しました。

• これまで静的に確保していた幾何学形状や線源情報メモリを動的に確保するように修正しました。これにより、複雑な体系などメモリ消費量の多い計算をする際、mdas を増やして再コンパイルする必要がなくなりました。本改良は、RIST の室伏昭氏及び古立直也博士の協力により実施しました。

• 国際放射線防護委員会（ICRP）より許諾を受け、ボクセル型及びメッシュ型 ICRP 標準成人男女人体模型のサンプル入力ファイルを “sample/icrp” フォルダに追加しました。ボクセル型の入力ファイルは原子力機構の遠藤章博士、メッシュ型の入力ファイルは韓国 Hanyang 大学の Chan Hyeong Kim 博士
及び Bangho Shin 氏の監修により作成しました。これらの人体模型を利用した成果を発表する際は、それぞれ ICRP publication 110 及び 145 を引用してください。

• PHIG-3D でジオメトリエラー（2 重定義、未定義領域）を検出する機能を導入しました。本開発は、海上技術安全研究所の大西世紀博士の協力により実施しました。

• タリーの出力ファイルを対数表示にした場合に、縦軸が 20 桁を超えるような時でも適切に eps ファイ
ルを作成できるように ANGEL を改良しました。また、これに伴い ANGEL の実行ファイルも更新しました。
• CAD 体系を連続四面体形状に変換して PHITS に組み込む手順をまとめた資料を作成し、“utility/CADimport”
フォルダに格納しました。

• 中性子輸送に対して [t-point] を使った場合に発生していた 2 つのバグを修正しました。バグの発生条件は、放出角度分布が非等方的な γ 線（例えば炭素標的からの 4.4 MeVγ 線）をタリーした場合と、熱中性子以外の中性子が非弾性散乱を起こした時に発生する 2 次中性子をタリーした場合です。
前者は、該当する γ 線の強度を数桁大きく評価していました。後者は、実効線量の計算のようにエネ
ルギーに関して積分した量をタリーした時はほとんど影響ありません（約 1%）が、エネルギー分布を見ると違いが露わになります。

• icxnp=1 とした場合に 1 GeV 以上の n-n 及び n-p 弾性散乱断面積が正しく計算されない不具合を修正しました。このバグは version 3.25 から生じていました。
• 四面体メッシュ体系の gshow による体系表示のバグを修正した。
バージョン 3.29 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2022 年 9 月 12 日）• 宇宙線線源モードで地表面における 1 TeV 以上のミューオンの角度分布を改良しました。
• 電子飛跡構造解析モードで 2 次電子（オージェ電子含む）のエネルギーサンプリング手法を改良しました。
• RT-PHITS に新たな機能として、重粒子線治療の治療計画データ (RT-Plan) を読み込んで線量評価を行う機能を追加しました。また、独自の GUI を開発し、直感的な操作による容易な設定や、視覚的な照射体系および患者体系の確認、そして線量分布の評価が可能になりました。詳細は “/phits/utility/RTphits” をご参照ください。

• PHIG-3D に 2 重定義領域と未定義領域を表示する機能を追加しました。
• タリーの part を指定する際に、粒子名の前に負符号を付けて指定することで、全体から指定された粒子の寄与を除いた結果を出力できるようになりました。

1.1. 最近の改良点

7• OneAPI の Intel Fortran Complier の無償提供が開始されましたので、そのダウンロード方法やそれを使った PHITS の再コンパイル方法などをまとめた資料 (Install-IntelFortran-OneAPI-en.pdf) を作成してdocument フォルダに格納しました。また、計算速度の観点などから、今後は PHITS の奨励コンパイ
ラは Intel Fortran のみとし、gfortran はサポート対象外とします。
• 粒子ウェイトを変化させながらヒストリー毎の情報を引き出すタリー ([t-deposit] with output=deposit,[t-deposit2], and [t-interact] with MorP=Prob) を使った場合のバグを修正しました。[t-deposit]と [t-deposit2] に関しては、誤差のみに影響を与え、タリー結果そのものは問題ありません。一方、[t-interact] の場合は、誤差とタリー結果の両方に影響を与えていましたのでご注意ください。
• Windows 版 OpenMP で dump 線源を作成した場合に稀に発生する不具合を修正しました。この不具合
はインテルコンパイラのバグに起因し、計算が途中で止まらない限り、計算結果に影響はありません。

• RI 線源機能で α 崩壊核種に対して part=all とした場合の不具合を修正しました。
• 四面体メッシュ体系で gshow による体系描画（2 次元および 3 次元）をする際にエラーが起きるバグ
を修正しました。
バージョン 3.28 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2022 年 5 月 9 日）

• 楕円環体及び円環体に対して [transform] を有効としました。
• 水標的限定ながら、任意物質飛跡構造計算モデル ISTART 使用時に分子的励起を考慮できるようになりました。

• 任意物質飛跡構造計算モデル ISTART において、ラザフォード散乱をトーマスフェルミモデルで計算することで、散乱角度カットオフの指定をなくしました。従来、散乱角度は [parameters] セクショ
ンのパラメータ ruth min （デフォルトは 0.01 radian）でカットオフしていましたが、軌道電子によるスクリーニングを考慮するため、今後は自動でカットオフされます。

• 新フォーマットの熱中性子散乱則 S (α, β) が読み込めないバグを修正しました。
• PHITS3.27 から発生していた [t-yield] のバグ（MPI 版、アイソマー生成計算、並びに axis=chart及び axis=dchain 以外が正しく動作しない問題）を修正しました。

• PHITS3.27 から発生していた DCHAIN-PHITS で核分裂収率が正しく読み込めないバグを修正しました。
• [t-deposit] と飛跡構造解析モードを組み合わせると起こるバグ（エネルギー付与が正しく計算されない、イオンの飛程が伸びてしまう）を修正。
• Anatally モードに関する様々なバグを修正。
バージョン 3.27 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2022 年 3 月 22 日）• 中性 K 中間子が K-long(KL0 ) または K-short(KS0 ) として崩壊するようになりました。
• 任意物質向け飛跡構造解析モード ITS を改良し、ITSART(Ion Track Structure calculation model for
Arbitrary Radiation and Targets) に改称しました。Auger 電子生成と、原子脱励起による X 線生成を考慮できるようになりました。また、100 倍程度計算速度を向上しました。それと、厚いターゲット中で粒子の輸送順序を変えることで、粒子バンクのオーバーフローを防ぎます。[track structure] セクションで、mID を −1 にしたセルに適用されます。

1. 最近の改良点と開発体制

8• 光核反応に対する ACE フォーマット核データライブラリー読み込み機能を作成しました。また、その上限エネルギーを指定するパラメータ dpnmax を [parameters] セクションに追加しました。この開発は、（株）ナイスの協力により実施しました。

• 核データライブラリーの有無及びその上限エネルギーをアドレスファイル（“xsdir”）から自動で判定する機能を導入しました。また、デフォルトで利用する核データライブラリーの拡張子を指定するパラメータ lib(i)（i は粒子番号）を [parameters] セクションに追加しました。これにより、[datamax] セクションで個々の核種のライブラリー上限エネルギーをユーザーが指定する必要がなくなり、
JENDL-4.0/HE などの高エネルギー核データライブラリーを簡単に利用可能となりました。
• 高エネルギー核データ利用時に e-mode=1 もしくは 2 とすると、全断面積のみライブラリーから読み込み、2 次粒子の情報は核反応モデルを用いて決定する新たな高エネルギー核データ用イベントジェ
ネレータモードを開発しました。

• [t-yield] の axis=chart もしくは dchain 及び [t-dchain] において、生成される核種数の上限を指定するパラメータ mxnuclei を導入し、そのデフォルト値を 3000 としました。従来は、メタステー
ブルを含む核図表上の全ての核種（136*236*3=96288）の生成を想定していたので、この改良により[t-yield] や [t-dchain] を使った計算のメモリ使用量が大幅に削減されました。
• 全ての tally で part を 6 個以上指定可能としました。ただし、tally 以外のセクションでは 6 個が上限ですのでご注意ください。この項目を含む上記 5 項目の改良は、RIST の古立直也博士のご協力により実施しました。

• 熱中性子散乱則 S (α, β) に関する取り扱い方法を改良し、連続エネルギー熱散乱則ライブラリー (continuous energy thermal scattering library)、複合弾性熱散乱則ライブラリー（mixed elastic thermal scattering
library）、及びナノダイアモンドなど微少角中性子散乱（SANS）モデルを含むライブラリーに対応させました。本改良は、European Spallation Source (ESS) の José Ignacio Marquez Damian 博士にご協力いただきました。詳細は、文献7 やホームページ8 をご参照下さい。

• 宇宙線線源モードに低地球軌道 (Low Earth Orbit, LEO) モードを追加しました。また、特定の天頂核に対する大気圏内宇宙線スペクトルを任意の方向に発生させる機能を追加しました。
• [transform] セクションに新しいオプション M=±3 を追加しました。
• icntl=1 のときに iMeVperU を有効にして MeV/n 単位での出力を可能としました• [t-sed] で Auger 電子によるピークを考慮しないモードを追加しました。
• s-type=17(dump ソース) で方向ベクトルに関する情報がなかった場合に dir などにより方向を指定できるようにしました。

• 特殊なタリーを除くほぼ全てのタリーに対して anatally 機能を追加しました。未対応なものは [t-cross]の mesh=r-z, [t-adjoint], [t-deposit2], [t-heat], [t-dchain], [t-wwg], [t-wwbg], [t-volume],[t-userdefined], [t-gshow], [t-rshow], [t-3dshow] です。本開発は，原子力機構・システム計算
科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプログラミング支援作業の一環として RIST の三浦
孝充氏の協力により実施しました。

• コンプトン散乱におけるドップラー効果を考慮可能な物質数の制限を撤廃し、iprofr=1（デフォルト）で動作するようにしました。
7 J.I. Marquez Damian, D. DiJulio, V. Santoro, L. Zanini, G. Muhrer. “Improvements in thermal neutron scattering data sampling in
PHITS”, UCANS9 Meeting, Riken, Japan (2022).
8 https://git.esss.dk/spallation-physics-group/phits-tsl

1.1. 最近の改良点

9• ACE フォーマット形式での重陽子の核データライブラリー JENDL/DEU-2020 を XS フォルダに追加しました。また、これに伴い FragData 形式での重陽子ライブラリーは削除しました。本改良は、日本
原子力研究開発機構核データ研究グループの中山梓介博士にご協力いただきました。当該ファイルを使用した成果を公開する際は論文9 を引用してください。

• サンプルフォルダ (“phits/sample”) を拡充しました。具体的には、様々な中性子源や宇宙線源、fragdataを使った d-D 反応を再現する例題を追加しました。なお、d-D 反応に対する fragdata を利用した成果を公開する際は論文10 を引用してください。
• [Source] の RI 線源機能で、proj=all と設定すると放射性核種が放出可能な放射線 種（α 線、β 線、
γ 線）全てが線源となる機能を追加しました。
（ただし、自発核分裂から放出される中性子は含まれませんのでご注意ください。）本開発は，原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュー
タ利用に係るプログラミング支援作業の一環として RIST の三浦孝充氏の協力により実施しました。

• [counter] の動作契機として ndata を追加しました。[t-yield] や [t-dchain] において ndata=2,3とした場合に、この [counter] の設定を加えることで、生成量を 2 重カウントしないようになります。

• 以下のバグを修正しました。
– [t-yield] で axis=xy のときに再開始計算や sumtally が動作しない不具合を修正しました。また、ndata=3 かつ e-mode=0 の場合に発生していた不具合を修正しました。
– 座標変換（[transform]）を数多く使った際に稀に発生するジオメトリエラーを修正しました。
– 負パイオンが停止したときに npidk=0（デフォルト）としても吸収反応が起きない不具合を修正しました。このバグは、version 3.13 で 1 keV に引き下げた負パイオンのカットオフエネルギー(emin(5)) に起因していたため、そのデフォルト値を 1 MeV に戻しました。
– 大気圏内の宇宙線線源モードで、ブラックホールモードの中性子と地表面モードのミューオンの角度分布がオリジナルモデル（PARMA）と異なっていたバグを修正しました。
– PHITS2.85 から発生していた [elastic option] のバグを修正しました。
– PHIG-3D の不具合をいくつか修正しました。
– 電子の飛跡構造解析モードを微修正しました。具体的には、100 keV 以上の断面積データを変更
したため、高エネルギー領域における電離・励起イベント数が従来と結果が異なりますのでご注意ください。

– カットオフエネルギーに近い陽電子が反応してカットオフ以下のエネルギーになった場合に消滅
γ 線を放出しないバグを修正しました。
バージョン 3.26 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2021 年 9 月 1 日）

• 重陽子及び α 粒子に対する ACE フォーマット核データライブラリー読み込み機能を作成しました。ただし、[data max] 機能にはまだ対応しておりませんので、重陽子及び α 粒子に対するライブラリー
を使う場合は、入力ファイルで使う全ての核種に対してライブラリーを準備する必要があります。ラ
イブラリーは、JENDL11 や TENDL12 のホームページなどからダウンロード可能です。本改良は、株式会社先端力学シミュレーション研究所の協力により実施しました。
9 S. Nakayama, O. Iwamoto, Y. Watanabe, and K. Ogata, JENDL/DEU-2020: deuteron nuclear data library for design studies of acceleratorbased neutron sources, J. Nucl. Sci. Technol., 805-821 (2021), DOI:10.1080/00223131.2020.1870010.
10 T. Nishitani, S. Yoshihashi, K. Ogawa, M. Miwa, S. Matsuyama, A. Uritani, ”Neutron yield calculation of thin and thick d-D targets byusing PHITS with frag data table”, J. Nucl. Sci. Technol., DOI:10.1080/00223131.2021.1981475
11 https://wwwndc.jaea.go.jp/ftpnd/jendl/jendl-deu-2020.html
12 https://tendl.web.psi.ch/tendl_2019/tendl2019.html

1. 最近の改良点と開発体制

10• Version 3.25 のみで発生していたメモリ関連の不具合（Insuﬃcient virtual memory というエラーが出て計算が止まる）を修正しました。また、必要に応じて確保するメモリ領域をコントロールするパラ
メーター xsmemory を [parameters] セクションに導入しました。

• ユーザー定義タリーを用いた DNA 損傷計算モード (“/phits/utility/usrtally/DNAdamage” ) で複雑な二重鎖切断 (Complex DSB) を計算可能としました。

• 任意物質向け飛跡構造解析モードを改良し、ラザフォード散乱を考慮できるようにしました。[track
structure] セクションで、mID を− 1 にしたセルに適用されます。
• SCINFUL モードで検出器から突き抜ける陽子の扱いを変更しました。
• dump ソースを使った計算が OpenMP 版で動作しない不具合を修正しました。
• [t-DPA] セクションにおいて、arc-DPA の計算方法及び出力単位を修正しました。
• anatally モードで不要な配列数チェックを行ってしまうバグを修正しました。
• 宇宙線線源モードが MPI 版で正しく動作しない不具合を修正しました。
• PHIG-3D に関するいくつかのバグを修正しました。
バージョン 3.25 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2021 年 7 月 9 日）

• NVIDIA TOOL KIT（旧 PGI コンパイラ）に対応しました。NVIDIA TOOL KIT を使ってコンパイルしたい場合は、“makefile” で ENVFLAGS=LinNVIDIA としてください。なお、動作確認は NVIDIA TOOLKIT 20.9 でのみ行っており、それ以外の version では正しく動作しない可能性があることご了承ください。本改良は、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所の山口充孝博士及び日本ヒューレッ
ト・パッカード株式会社の白井信裕氏の協力により実施しました。

• 核データを格納するメモリを静的から動的メモリに変更し、mdas パラメータを増やすことなく巨大な核データを読み込み可能としました。本改良は、株式会社先端力学シミュレーション研究所の協力により実施しました。
• DCHAIN-PHITS を改良し、核分裂生成収率データを読み込めるようにしました。また、これに伴い、核分裂生成収率データを “dchain-sp/data” フォルダに追加しました。さらに、最大崩壊連鎖長を調整するパラメータ ilchain を導入しました。詳細は dchain-sp\manual にあるマニュアルをご参照ください。

• 1 GeV 以下の中性子・水素散乱断面積を選択するオプション icxnp を導入し、デフォルトで JENDL/HE2007 に格納された値を使うように変更しました。本改良は、原子力機構 放射線挙動解析研究グルー
プの佐藤大樹博士の協力により実施しました。
• 任意物質・任意イオンに対して使える汎用飛跡構造解析モードを開発しました。[track structure]
セクションで、mID を −1 にしたセルに適用されます。純物質やその混合物だけでなく、一部の化合物は [material] セクションで chem=CO2 等と指定することで、その化学結合を考慮した計算ができます。

• [t-cross] に新たな output オプション a-flux と oa-flux を追加し、ある面を横断する粒子フラックスの角度分布を出力可能としました。

• Anatally を OpenMP 並列計算に対応させました。

1.1. 最近の改良点

11• [t-yield] 及び [t-dchain] を使った場合の計算時間を劇的に短縮しました。場合によっては、計算
時間が 1/10 程度に短くなる可能性があります。
• “xsdir” で 1 行あたりに読み込める最大文字数を 80 文字から 130 文字に変更しました。
• PHITS に格納されている 22 核種の評価済み高エネルギー核データライブラリー JENDL-4.0/HE を、
日本原子力研究開発機構 炉物理標準コード研究グループから正式にリリースされたファイルに差し替えました。また、6 Li と 7 LI の陽子データを新たに追加しました。詳細は Appendix C をご参照ください。ファイルの作成、及びファイル読み込みに関連する PHITS の修正は、炉物理標準コード研究グ
ループの今野力博士にご協力いただきました。

• JENDL-4.0/HE の Li に対する陽子核データ読込バグを修正しました。これにより、加速器中性子源などで用いられる Li(p, n) 反応が正しく PHITS で再現できるようになりました。

• xyz メッシュの [weight window] を使った場合のバグを修正しました。空間的なメッシュ幅が大きすぎると（粗すぎると）、幅を十分小さくしたときの結果と比べて粒子フルエンスが大きくなる場合がありました。

• ウェイトが 1 以外の粒子が真空中で発生した場合に [importance] がうまく機能しない不具合を修正しました。

• rpp などのマクロボディを回転した際に、面番号の定義順に依存してまれに二重定義領域が発生してしまうバグを修正しました。
• PHIG-3D に関して、transform の回転方向が逆になるなど、いくつかのバグを修正しました。
バージョン 3.24 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2021 年 3 月 12 日）• [t-dchain] の xyz メッシュ機能を使った PHITS → DCHAIN-PHITS → PHITS 接続計算による誘導放射能被ばく線量計算を可能としました。詳細は、“/phits/dchain-sp/sample/3-step dose xyz” をご参照く
ださい。本開発は，原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプロ
グラミング支援作業の一環として RIST の三浦孝充氏の協力により実施しました。

• あるヒストリー中に発生する全粒子のカウンター値の最大値を使ってタリーに制限を掛けるヒスト
リーカウンター機能を導入しました。この機能を使えば、特定のイベントが発生した場合に線源発生まで遡ってタリーすることが可能となります。詳細は、“/phits/sample/misc/history counter” フォルダをご参照ください。本改良は、RIST の古立直也博士のご協力により実施しました。

• 各バッチの計算結果を独立に集計して出力する機能 (itall=4) を導入し、バッチ毎に発生させる線源
をコントロールする機能（[source] の ibatch パラメータ）を導入しました。これらの機能を組み合わせれば、一度の PHITS 実行で独立した複数の線源によるタリー結果を得ることができ、線源条
件のみを変更して多数の計算が必要な場合にその計算時間を短縮することが可能となります。本改良
は、RIST の古立直也博士のご協力により実施しました。

• エラー ID の代わりに、エラーが発生したソースコードのファイル名・サブルーチン名・行番号を出力する機能を導入しました。この機能は、[parameters] で ierrout=1 とすることにより有効となります。本開発は，原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプログ
ラミング支援作業の一環として伊巻正氏の協力により実施しました。

• multiplier サブセクションでパラメータや数式を使えるようにしました。ただし、括弧を使った数式は利用できません。

1. 最近の改良点と開発体制

12• ユーザー定義 anatally のサンプルとして、線量平均 LET を計算するモードと、標的核医学治療の生物学的線量を計算するモードを “/phits/utility/usranatal” フォルダに追加しました。
• JENDL Deuteron Reaction Data File 2020 (JENDL/DEU-2020) 13 の [frag data] ファイルを“/phits/XS/fragdata/” に追加しました。このデータファイルを使用することにより、Li6,7 , Be9 , C12,13 標
的における重陽子入射反応の放出粒子を精度良く模擬できるようになります。本データファイル作成に関しては、日本原子力研究開発機構 核データ研究グループの中山梓介博士にご協力いただきました。当該ファイルを使用した成果を公開する際は論文14 を引用してください。また、これを使用した
サンプルインプットを “/phits/recommendation/NeutronSource” に追加しました。加速器中性子源の計算を模擬したものとなります。

• DICOM2PHITS を大幅に改良し、PET-CT データなどの読込も可能とした RadioTherapy package basedon PHITS (RT-PHITS) を開発しました。詳細は、“/phits/utility/RTphits” をご参照ください。本開発は、量子科学技術研究開発機構の古場裕介博士、米内俊祐博士、松本真之介博士、張維珊博士、大阪大学の渡部直史博士、佐々木秀隆氏の協力により実施しました。

• PHITS の入力ファイルを読み込んで 3 次元体系を可視化するソフトウェア PHIG-3D を開発しました。
本開発は、海上技術安全研究所の大西世紀博士が開発した Gxsview 15 を元に、同博士の協力により実施しました。また、PHIG-3D の著作権は海上技術安全研究所が有しますが、日本原子力研究開発機構には使用、改造および第三者への再ライセンスが許諾されています。

• 宇宙線線源モード、[frag data]、電子磁場などで発生していたいくつかのバグを修正しました。また、Version 3.23 から発生していた OpenMP 及び複数 Lattice 読込に関する不具合を修正しました。ただし、Linux・OpenMP 版で dump 線源データを読み込む機能に関しては、まだ不具合が修正されていませんので、ご注意ください。

• Version 3.22 以降、メモリの使い方を変更したためユーザー定義タリーのサンプル (“/phits/utility/usrtally”）
が使えなくなっていた不具合を修正しました。また、これまでご自身で作られたユーザー定義タリーが最新版ソースと併せてコンパイルできなくなっている可能性がありますので、その場合は、“/phits/utility/usrtally/readme-jp.docx” を参照の上、プログラムを修正してください。
バージョン 3.23 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2021 年 1 月 12 日）• 太陽活動、地磁気、周辺環境の影響を考慮して大気圏内や宇宙空間における宇宙線フラックスを再現
する新たな線源モードを追加しました。詳しくは、5.3.19.9 節をご参照ください。

• 1 つもしくは複数のタリー結果に “usranatal.f” で書かれた演算処理を行って新たなタリー結果を出力する機能（ユーザー定義 anatally）を追加しました。また、そのサンプルとして、ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）及び粒子線治療の生物学的線量を確率論的マイクロドジメトリモデル16 に従って計算するプログラムを組み込みました。詳しくは、マニュアル 6.9.1 節及び utility\usranatal をご参照ください。

• 加速器線源 (s-type=11) でエネルギー分布を持つ線源 (e-type) を定義可能としました。
• 断面積出力モード (icntl=1) で光子反応断面積を出力できるようにしました。ipnint=1,2 とすることで、光核反応の各成分を出力するように切り替わります。
13 https://wwwndc.jaea.go.jp/ftpnd/jendl/jendl-deu-2020.html
14 S. Nakayama, O. Iwamoto, Y. Watanabe, and K. Ogata, JENDL/DEU-2020: deuteron nuclear data library for design studies of acceleratorbased neutron sources, J. Nucl. Sci. Technol., 805-821 (2021), DOI:10.1080/00223131.2020.1870010.
15 S. Ohnish, Gxsview: Geometry and cross section viewer for calculating radiation transport, SoftwareX, 14, 100681 (2021).
16 T. Sato and Y. Furusawa, Radiat. Res. 178, 341-356 (2012).

1.1. 最近の改良点

13• [material] で定義できる同位体数を 92 から 300 に変更しました。
• Importance や Weight Window で粒子が 1 度に 10 個以上に分割された際に warning を出すようにしました。

• [t-dpa] セクションにおいて、欠陥性成功率の補正を考慮した arc-dpa (idpa=1) を出力できるようにしました。詳細は論文17 をご参照ください。

• xyz メッシュにおける物質の最大値を 10 から 100 に増加し、新規の入力パラメータを導入するなどの改良を DCHAIN-PHITS に行いました。詳細は dchain-sp\manual にあるマニュアルをご参照ください。また、新規の参考文献18 が出版されましたので、DCHAIN-PHITS を用いた論文発表時にはこれを引用してください。

• OpenMP メモリ共有型並列計算の計算効率を改善するため、スレッドプライベート変数の削減等のコード改良を実施しました。入力ファイルに依って効果は異なりますが、OpenMP 実行時のオーバーヘッドが削減され、OpenMP の並列性能が向上しました。本改良は原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプログラミング支援作業の一環として日本ヒューレット・
パッカード株式会社の白井信裕氏の協力により実施しました。

• 体系の Lattice 構造データのメモリ領域を動的確保するように改良しました。これにより、大容量のボクセルデータを使用する計算ではメモリ領域の拡張に伴う PHITS の再コンパイルが不要になりました。
• 2 つ以上の lattice 構造を使用した場合に計算が止まるバグを修正しました。このバグは、version3.22のみ発生していました。
• データリスト型 (typ=-1 & -2) かつメッシュ幅が均等でない磁場マップ・電磁場マップを使用した際、電場・磁場の強さが正しく考慮できないバグを修正しました。
バージョン 3.22 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2020 年 10 月 9 日）

• 加速器でのビーム・エミッタンスを定義できるように、位相空間線源 (s-type=11) でガウス分布した位相空間からサンプリング可能としました。また、関連マニュアルを整備しました（5.3.10 節参照）。
本開発は、量子科学技術研究開発機構の榊泰直博士にご協力いただきました。

• 磁場マップで磁場を与えたときに電子以外の粒子に対する相対論が考慮できていなかったバグを修正しました。本バグ修正は、九州大学の徳永直輝氏にご協力いただきました。
• バージョン 3.21 で発生していた、gshow や [t-gshow] で領域番号が出力されないバグを修正しました。

バージョン 3.21 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2020 年 9 月 14 日）• ICRU90 に示された阻止能を使った計算機能を追加しました。具体的には、水・空気・炭素中における陽子及び炭素イオンの阻止能データベースを整備し data\dedx フォルダに格納しました。電子に関しては、epstfl パラメータで ICRU90 に対応した密度補正係数の利用の有無を選択できるようにしました。詳しくは utility\icru90 をご参照下さい。本改良は、KEK 波戸芳仁博士及び産業技術総合研究所の清水森人博士にご協力いただきました。
17 Y. Iwamoto, S. Meigo, and S. Hashimoto, J. Nucl. Mater. 538 (2020) 152261. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2020.152261
18 H. N. Ratliﬀ, N. Matsuda, S. ichiro Abe, T. Miura, T. Furuta, Y. Iwamoto, and T. Sato, “Modernization of the DCHAIN-PHITS activation code with new features and updated data libraries,” Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., B, vol. 484, pp. 29-41, 2020. doi:
10.1016/j.nimb.2020.10.005. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.nimb.2020.10.005

1. 最近の改良点と開発体制

14• SCINFUL-QMD 19 に格納された断面積を用いて有機シンチレータの応答関数を正確に計算する SCINFUL モードを導入しました。詳しい使い方は utility\usrtally\scinful-qmd をご参照ください。
本機能の開発は、日本原子力研究開発機構 放射線挙動解析研究グループの佐藤大樹博士にご協力いた
だきました。

• Adjoint mode を導入しました。これにより、広範囲に散らばる線源から小さな領域の光子フルエンスを効率的に計算することができます。詳しくはマニュアル [t-adjoint] 及び utility\adjoint をご参照ください。本機能の開発は、日本原子力研究開発機構

計算科学センターの Alex Malins 博士にご協力いただきました。

• 22 核種の評価済み高エネルギー核データライブラリー JENDL-4.0/HE を PHITS パッケージに格納しました。詳細は APENDIX をご参照ください。

• 長らく整備中だった icntl=1 の一部機能（断面積・カーマファクター出力モード）を完成させ、その使い方をマニュアルに追記しました。詳しくは utility\icntl1 をご参照ください。
• サブアクチノイド (原子番号 89 未満) の原子核が統計崩壊を始めるとき、従来の核分裂モデルに代わって Iwamoto の核分裂モデルを使えるようにしました。本機能の開発は、原子力機構・原子力基礎工学
研究センター・核変換システム開発 Gr. の岩元大樹博士の協力により実施しました。また現在は使われていませんが、今後のアクチノイド核分裂モデル改良を視野に、phits\data フォルダに核分裂バリアの表 Fission barrier table PhysRevC 91 024310.dat 20 を導入しました。

• ガンマ崩壊モデル EBITEM を改良し、phits\data\RIPL フォルダに置いた RIPL(Reference Input Parameter Library)-3 21 の核構造データを読むようにしました。従来は 2012 年頃の古い核構造データを、
PHITS のソース内に取り込んで使っていました。これの改良により、計算精度の向上、実行可能ファ
イルの縮小、実行時のメモリ節約、コンパイルの高速化ができました。使用時には特に操作を必要とせず、自動的に新しいバージョンを使用します。

• XYZ メッシュ空間分布線源 (s-type=22) で、各メッシュから等しい数の粒子を発生させ、ウェイトを変化させてその強度を調整するモードを導入しました。
• DCHAIN-PHITS で統計誤差を出力できるようにしました。また、[t-dchain] タリーに連続四面体のメッシュ毎にタリー結果を出力する mesh=tet のオプションを追加しました。
• 系統的不確かさを評価する機能を [t-deposit](output=dose) でも利用できるようにしました。また、1 つのインプットファイルに複数のタリーセクションが書かれている場合も利用できるようになりました。他、分析機能用スクリプトファイル autorun のバグを修正しました。本開発は，原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプログラミング支援作業の一環として RIST の三浦孝充氏の協力により実施しました。

• OpenMP メモリ共有型並列計算の計算効率を改善するため、タリー変数の非共有化を選択できるオプ
ション italsh を追加しました。これまではタリー変数はスレッド間で共有することで、必要メモリ
領域を少なくする仕様にしていたのですが、メモリ競合を防止する処理がボトルネックとなり、計算速度が低下する場合があるため、タリーの共有/非共有を選択できるようにしました。本開発は、原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプログラミング支援作業の一環として日本ヒューレット・パッカード株式会社の吉廣保氏と白井信裕氏の協力により実施しました。
19 D. Satoh, T. Sato, N. Shigyo and K. Ishibashi, SCINFUL-QMD: Monte Carlo based computer code to calculate response function anddetection eﬃciency of a liquid organic scintillator for neutron energies up to 3 GeV, JAEA-Data/Code, 2006-023 (2006).
20 Peter Moller, Arnold J. Sierk, Takatoshi Ichikawa, Akira Iwamoto, and Matthew Mumpower, Fission barriers at the end of the chart of thenuclides, Phys. Rev. C 91, (2015) 024310.
21 R. Capote, M. Herman, P. Oblozinsky, P.G. Young, S. Goriely, T. Belgya, A.V. Ignatyuk, A.J. Koning, S. Hilaire, V.A. Plujko, M.
Avrigeanu, O. Bersillon, M.B. Chadwick, T. Fukahori, Zhigang Ge, Yinlu Han, S. Kailas, J. Kopecky, V.M. Maslov, G. Reﬀo, M. Sin, E.Sh.
Soukhovitskii and P. Talou, Reference Input Parameter Library (RIPL-3), Nuclear Data Sheets, 110, Issue 12, (2009) 3107-3214

1.1. 最近の改良点

15• 新しいパラメータ gsline を [parameters] セクションに導入し、各タリーの gslat パラメータを一括コントロールできるようにしました。また、gslat に新たなオプションを追加しました。
• [cell] セクション全体を一度バイナリ化して読込を高速化する icells パラメータを導入しました。
• ボクセルデータを使用する計算の出力データ量の抑制と計算時間の短縮のため、入力ファイルのエコー (“phits.out”) にボクセルデータを出力しないように改良しました。なお、ivoxel=3 のオプション
を [parameters] セクションで指定すると、今まで通り、入力ファイルのエコーにボクセルデータも出力します。

• 同一の物質番号を用いて密度が異なる領域を定義した場合に、各 cell の物質番号と密度をチェックするための新しいパラメータ ichkmat を導入しました。従来このチェックは自動的に行っていたのですが、cell 数が多い場合に計算時間が長くなるなどの不具合が発生したため、手動で設定するように変更しました。初期設定ではチェックしなくなるのでご注意ください。密度が異なる同一の物質番号のcell が特定の順番で定義された場合に、gshow でジオメトリが正しく描画できなくなります。
• 陽子核データライブラリーを使った場合に、反応断面積のエネルギー変化を考慮せずにステップ幅を決めていたバグを修正しました。これに伴い、ステップ幅中での最大断面積を与えるエネルギーを指定するパラメータ epseudo を導入しました。また、[data max] セクションを使って一部の核種のみに対してライブラリーを使うように指定した場合に 2 次粒子が発生しなくなるバグも修正しました。
本改良は、高度情報科学技術研究機構の古立直也博士のご協力により実施しました。

• 他に次のバグ修正を行いました。電子の電磁場中でのバグ（真空中で反応する問題や反射境界が効かない問題）を修正。電磁場マップで z 軸方向に掛かった磁場中の挙動を修正。四面体メッシュ体系内
で [t-deposit] タリー計算を行う際に誤って次の境界領域のマテリアルを使用していたバグを修正。
バージョン 3.20 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2020 年 3 月 19 日）• 陽子 (E < 300 MeV) 及び炭素イオン (E < 10 MeV/n) に対する飛跡構造解析コード KURBUC22 を導入しました。本改良は、同コード開発者の Hooshang Nikjoo 教授と Thiansin Liamsuwan 博士の協力により実施しました。

• 光子によるミューオン対の生成を考慮できるようにしました。[parameters] セクションで igmuppd=1と指定することにより本機能は動作します。本機能の開発は、KEK 坂木泰仁博士にご協力いただきました。詳細は、下記の文献23 をご覧ください。
• 特定の領域における核反応生成粒子の統計精度を向上させるため [Repeated Collisions] セクションを導入しました。詳細は 5.22 節をご参照ください。本機能の開発は、原子力機構・原子力基礎工学
研究センター・核変換システム開発 Gr. の岩元大樹博士の協力により実施しました。

• [t-cross] に、a-type mesh の角度基準を決めるパラメータ iangform を新規追加しました。従来の角度基準である通過した面の法線ベクトル（iangform=0）に加え、x 軸 (iangform=1)、y 軸 (iangform=2)、z 軸 (iangform=3) が選択できます。

22 Uehara S, Nikjoo H, Goodhead DT, 1993, Cross sections for water vapour for Monte Carlo electron Track structure from 10 eV to 10
MeV region. Phys Med Biol 38: 1841-1858;
Hooshang Nikjoo, Shuzo Uehara, Dimitris Emfietzoglou, Interaction of Radiation with Matter, CRC Press, Published June 11, 2012;
Liamsuwan T, Uehara S, Emfietzoglou D and Nikjoo H 2011, Physical and biophysical properties of proton tracks of energies 1 keV to
300 MeV in water, Int. J. Radiat. Biol. 87 141-60;
Liamsuwan T and Nikjoo H 2013 A Monte Carlo track structure simulation code for the full-slowing-down carbon projectiles of energies
1 keV u−1 - 10 MeV u−1 in water, Phys. Med. Biol. 58 673-701
23 Y. Sakaki et al., Implementation of muon pair production in PHITS and verification by comparing with the muon shielding experiment at
SLAC, Nucl. Instr. & Meth. A 977, 164323 (2020).

1. 最近の改良点と開発体制

16• [frag data] に微分断面積を群データではなく点データで与える機能を追加しました。opt=5 で利用できます。
• 物質の阻止能をユーザーが与えるデータベースから直接読み込む機能を開発しました。また、そのサンプルデータとして、様々な物質に対する陽子及び α 粒子の阻止能を PSTAR 及び ASTAR24 で計算した結果を “/data/dedx” フォルダに格納しました。この開発は、（株）ナイスの協力により実施しま
した。

• 電場マップ読み込み機能を追加しました。この開発は、（株）アドバンスソフトの協力により実施しました。

• Xorshift64 方式に基づく新しい擬似乱数生成法を導入し、初期設定として利用するようにしました。
この改良により、乱数周期が 246 から 264 − 1 に大幅に延長されます。

• ボクセルやテトラによる複雑形状を gshow できれいに描けるように修正しました。この開発は、（株）
ナイスの協力により実施しました。
• DCHAIN-PHITS 用の新たな中性子放射化断面積ライブラリーをいくつか追加し、それらを組み合わせたライブラリーを初期設定で使用するようにしました。また、初期設定で itdecs 及び itdecn パ
ラメータを 1 として、核反応によるターゲット減少分を考慮できるようにしました。詳細は、7.15 節
をご参照ください。本機能の開発は、原子力機構・原子力基礎工学研究センター・炉物理標準コード
研究 Gr. の今野力研究主幹の協力により実施しました。

• ATIMA に入力するエネルギー単位が原子質量単位あたりの MeV/u ではなく核子あたりの MeV/n だった不具合を修正しました。この修正により、荷電粒子の飛程が多少（最大で 1%程度）変化しますのでご注意ください。また、PHITS の入力ファイルで指定するエネルギーは MeV もしくは MeV/n ですので、マニュアルや Input echo の MeV/u と記載していた個所は、全て MeV/n に修正しました。

• Maxwellian 分布を持つ線源 (e-type=3,7) のエネルギーのベキを指定できるようにし、その初期値を0.5 としました。従来は 1.0 に固定されていましたが、正しい Maxwellian 分布を再現できていません
でしたので、ご注意ください。
• 分散分析に基づいて PHITS の計算結果における系統的不確かさを評価する機能を追加しました。また、自動的に PHITS の輸送計算を実行して分散分析の結果を得られるようにするために、分析機能
用スクリプトファイルとして、autorun を一新しました。詳細は 6.9.2 節をご参照ください。本開発は，原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプログラミング支援作業の一環として RIST の三浦孝充氏の協力により実施しました。

• PHITS-FLUENT の接続計算についての資料を作成しました。“/phits/utility/FLUENT” フォルダをご確認ください。
バージョン 3.17 では，主に次の改良とバグ修正を行いました。（2019 年 10 月 29 日）• 連続四面体形式でタリー結果を出力する際，csv 形式（コンマ区切り）で出力する機能 (foamout=2)を追加しました。
• EGS5 で [t-deposit] を使った場合に初期化されていない変数があり，場合によっては結果が極端に変になるバグを修正しました。
• 各タリーの sum over の計算方法を修正しました。
24 https://www.nist.gov/pml/stopping-power-range-tables-electrons-protons-and-helium-ions1.1. 最近の改良点

17• nedisp=1 としたときのカットオフ粒子の扱いを修正しました。
• “usrdfn2.f” で計算する生物学的線量のパラメータが T.Sato et al. Radiat. Prot. Dosim. 143, 491-496(2010) に基づいていましたが，T.Sato et al. Radiat. Res. 171, 107-117 (2009) に基づくように修正しました。
バージョン 3.16 では、sangel に関するバグとバージョン 3.15 で発生していた [t-track] で “ err” のファイルが作成されないバグを修正しました。（2019 年 9 月 26 日）バージョン 3.15 では、主に次のバグ修正を行いました。（2019 年 9 月 12 日）• EGS5 と [t-deposit] を使用した場合に、エネルギーカットオフの成分を過大評価するバグを修正しました。このバグはバージョン 3.13 と 3.14 で発生していました。また、バージョン 3.10 以降で発生していた EGS5 と lattice 構造を組み合わせて使用した場合のバグも修正しました。

• itall=3 により利用できるタリーの評価値及び統計誤差の推移をバッチ毎に表示する機能が、入力条件により動作しないバグを修正しました。このバグはバージョン 3.13 と 3.14 で発生していました。

• バージョン 3.14 で発生していた DCHAIN のバグを修正しました。
バージョン 3.14 では、主に次の改良とバグ修正を行いました。（2019 年 8 月 18 日）• DCHAIN-SP を改良し，DCHAIN-PHITS としました。主な改良点は，中性子放射化断面積ライブラ
リー及び崩壊データライブラリーを最新のデータに基づいて整備した点と， PHITS の統計誤差の伝播を考慮した誘導放射能計算を可能とした点です。これに伴い [t-dchain] にライブラリーや誤差計
算の有無を選択する新たなパラメータが加わりました。詳しくは 7.15 節をご参照ください。

• 飛跡構造解析モードとユーザー定義タリーを組み合わせた DNA 損傷計算機能を開発し，そのサンプ
ルデータを “/phits/utility/usrtally/DNAdamage” フォルダに格納しました。
• PHITS バージョン 3.13 固有のバグ（[t-interact] の一部機能が動作しない，電子飛跡構造解析モードで 2 次電子が生成されない問題）を修正しました。
バージョン 3.13 では、主に次の改良とバグ修正を行いました。（2019 年 8 月 2 日）

• 陽子，パイオン，ミューオン，イオンに対するカットオフエネルギーの初期値を 1 MeV/n から 1keV/nに引き下げました。
• [surface] セクションで定義した特定の面上から線源を発生させる新たな線源タイプ (s-type=26) を導入しました。詳しくは，5.3.16 節をご参照下さい。

• Tally の評価値及び統計誤差の推移をバッチ毎に表示する機能（itall=3）を導入しました。ただし，この機能は現在のところ [t-track] と [t-point] のみ動作します。

• stdcut で定義した統計目標に達したタリーを順次，計算から除外するパラメータ istdcut を導入しました。[t-point] や [t-sed] など，タリー計算そのものに時間が掛かる場合に有用となります。また，計算開始直後に統計誤差がばらつくことがあるため，指定したバッチまでは stdcut による打ち切り機能を無効にするパラメータ istdbat を導入しました。

• 阻止能計算に ATIMA を採用した場合，水 (H2 O) に対する Ionization Potential は初期値として 75 eVが選択されるように設定されているのですが，従来は，この設定が水素の同位体 1H を明示的に指定した場合にのみ有効で，質量数を定義せずに水素元素 H を指定した場合には無効（69 eV が選択される）となっていました。そこで，H 2 O 1 や H -0.1111 O -0.8889 のように質量数を指定しなくて1. 最近の改良点と開発体制

18

も水素と酸素の元素比が約 2:1 で構成される物質は水と認識するよう判定基準を修正しました。この修正により，version 3.13 以降，質量数を指定せずに定義した水中での荷電粒子の飛跡長が微妙（ほとんどの場合は 1%未満）に長くなりますのでご注意下さい。また，水の Ionization Potential を自由に設定できるパラメータ ih2o に関する判定基準も同様に修正しました。

• MPI 並列 version で統計誤差打ち切り機能（stdcut）が動作しないバグ，Universe 構造に反射面が存在した場合に正しく考慮されないバグ，EGS5 を使った場合に希に前のヒストリーの影響を受けてしまうバグなど，いくつかバグを修正しました。
バージョン 3.12 では、主に次の改良とバグ修正を行いました。（2019 年 6 月 19 日）• [source] セクションでマルチソース毎に異なるカウンター値を設定できるようにしました。また，定義可能なマルチソースの数を 200 から 500 に拡張しました。
• [t-dchain] で核変換による放射性同位元素の減少分を考慮可能としました。この変更に伴い DCHAIN
も修正しました。古い version の DCHAIN では新しい [t-dchain] の出力結果を読み込めませんのでご注意下さい。

• Windows の OpenMP 版を用いた場合でも itall=1 オプション（バッチ毎に eps ファイルを出力する機能）が有効となるようにしました。

• Fluent との連成計算で密度情報が正しく受け渡しできない問題など，いくつかバグ修正を行いました。
バージョン 3.11 では、主に次のバグ修正を行いました。（2019 年 5 月 16 日）• 四面体体系を使った輸送計算を MPI 並列で実行しようとするとエラーが起きて終了するバグを修正しました。このバグは PHITS ver.3.10 のみに存在するバグです。
• 磁場マップ読込機能で，r-z グリッド型 (type = -2, -4) の読込の際に正しく磁場が読み込まれない場合があり，これを修正しました。
• RI 線源機能で，陽電子を放出する核種で陽電子と光子放出を両方考慮した場合，消滅 γ 線が 2 重カウントされてしまうことが分かりました。これを回避するために，新しいパラメータとして iannih を導入し，光子線源では消滅 γ 線を考慮しないオプションを作成しました。
バージョン 3.10 では、主に次の改良とバグ修正を行いました。（2019 年 3 月 13 日）• 熱流体解析コード（ANSYS Fluent など）との連成計算を可能としました。この目的のため，PHITSに読み込める連続四面体形状の形式に NASTRAN のバルクデータ形式を追加しました。この形式を利用することで、熱流体解析コード等で用意した連続四面体形状を PHITS でも共通して使用することができます。また、新たに連続四面体のメッシュ毎にタリー結果を出力する mesh=tet オプショ
ンを [t-track], [t-deposit] , [t-yield], [t-product], [t-dpa] に導入しました。その際，OpenFoam のフィールドデータ形式で出力する機能も追加し，PHITS の計算結果を熱流体解析コードなどで直接読み込めるようにしました。この開発は，原子力機構 原子力基礎工学研究センター 燃料・材料工学 Dv のサポートのもと，伊藤忠テクノソリューションズ株式会社（CTC）の協力により実施しました。

• 上記目的の一部として [t-deposit] に unit=5 を追加し，J/m3 /source 単位での出力機能を追加しました。
• 高エネルギー核データライブラリー JENDL-4.0/HE を正しく読み込めるよう改良し，いくつかサン
プルを PHITS パッケージに入れました。詳しくは \phits\recommendation\jendlHE をご参照ください。

1.1. 最近の改良点

19• xyz もしくは r-z グリッド形式で表現される複雑な磁場構造を考慮可能としました。本改良は，（株）先端力学シミュレーション研究所 (ASTOM R&D) の協力により実施しました。
• [t-dchain] で mesh=xyz が指定可能となりました。これに伴い，DCHAIN も仕様が変更されていますので，ご注意ください。なお，DCHAIN で計算した残留放射能の空間分布を可視化する機能や，その結果を線源として PHITS に取り込む機能は，まだ完成しておりません。本開発は，原子力機構・システム計算科学センター・スーパーコンピュータ利用に係るプログラミング支援作業の一環として

RIST の三浦孝充氏の協力により実施しました。
• e, µ, τ ニュートリノとその反粒子入射による反応のモデルを、入射エネルギー 150MeV まで組み込みました。ただし，標的は軌道電子, 1 H, 2 H のみ可能で、2 H より重い原子核との相互作用は未実装です。

• 九州大学で開発中の核反応モデル INC-ELF を改良し，標的核の集団励起による散乱や、高精度な荷電粒子放出バリア計算が可能としました。本改良は，九州大学 魚住裕介准教授及び渡辺岳氏の協力により実施しました。

• 電子飛跡構造解析モードで Auger 電子の生成を考慮することにより，その計算精度を向上させました。
本改良は，原子力機構 松谷悠佑博士研究員の協力により実施しました。
• [T-deposit] で dresol や dfano だけでは表せない分解能を再現するために、ユーザー定義検出器分解能機能を使えるようにしました。その関数は “usresol.f” で定義でき、サンプルとして CdZnTe の非対称ピークを再現するために SCK-CEN の Meleshenkovskii 氏らが開発したモデルがデフォルトで組
み込まれています。

• 極めて細かい構造を持つジオメトリ（ボクセルファントムや連続四面体形状など）を [t-gshow] やgshow できれいに描画するため，ピクセル状に幾何形状を出力する新たなオプション（gshow=5）を追加しました。

• 短縮形式の Lattice 構造データに対応しました。ボクセルファントムのデータなど、同じ物質が連続して並んでいる場合，その個数を負の値で指定することによりファイルサイズが大幅に縮小され，読込時間を短縮することができます。

• 負ミューオン捕獲反応の調整オプションを導入しました。
• [t-deposit] で付与エネルギーに重み付けする 3 つ目の関数を導入しました。その関数は “usrdfn3.f”
で定義でき，サンプルとして医学物理計算で重要となる水等価線量を評価するモデルがデフォルトで組み込まれています。

• “batch.out” の仕様を変更し，PHITS 実行中に残りバッチ数を調整可能としました。
• [t-cross] で mesh=xyz もしくは r-z の場合，メッシュで区切られた閉曲面を 1 つの横断面として設定することにより，各メッシュ内に流入もしくは流出する粒子数（もしくはフラックス）を計算可能としました。
• [t-deposit] で output=deposit として付与エネルギー確率分布を計算する場合に，異なる Lattice
座標内にある同一セル番号への付与エネルギーを別個に扱う機能を導入しました。
• 最新版 ENDF など γ 線スペクトルデータが 1000 以上ある核データライブラリーの読込を可能としま
した。

• ifixchg パラメータを導入し，ATIMA で電荷を指定して阻止能を計算可能としました。ただし，電荷交換反応は未実装のため，現在のところ，極めて薄いターゲット以外は物理的に正しい阻止能が計算できませんのでご注意ください。

1. 最近の改良点と開発体制

20• emin(12) を指定して emin(13) を指定しなかった場合の陽電子挙動の不具合を修正しました。Lattice
構造中で電子に対して電磁場が効かない問題を修正しました。それ以外にもいくつかマイナーなバグを修正しました。
バージョン 3.08 では、主に次の改良とバグ修正を行いました。（2018 年 8 月 20 日）• [t-yield] 及び [t-dchain] でユーザーが独自に指定する放射化断面積を読み込む機能を追加しました。詳しくは，7.8 節をご参照ください。本改良は，革新的研究開発推進プログラム ImPACT「核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減・資源化」の一環として実施されました。
• RI 線源機能で，特性 X 線と内部転換電子を考慮可能としました。
• CAD から変換されたデータを使用するため，連続四面体形状で境界面が一致しないデータでも使用可能としました。

• ユーザー定義ソース (“usrsors.f”) 内で，インプットファイルで指定したパラメータ（c1-c99）を使えるようにしました。
• ANGEL で結果を描画する際，数値データのチェックを行わずに高速で描画するモードをデフォルトとしました。
• 円柱分布線源 (s-type=1) で r0=r1 とすると，線源位置が 0 から r1 の範囲でサンプリングされてしまう不具合など，いくつかのバグを修正。
バージョン 3.07 では、[weight window] の xyz メッシュを EGS5 を使用した場合でも指定できるように改良しました。また、半導体ソフトエラー発生率を計算するための換算係数を [multiplier] のデフォル
トデータとして追加しました。他、JAM を使用した際に稀に発生するバグを修正しました。（2018 年 7 月

5 日）
バージョン 3.06 では、主に次の改良とバグ修正を行いました。（2018 年 5 月 29 日）• igamma パラメータを負値にすることにより、励起核の運動によるドップラー効果を無視し、放出される特性ガンマ線スペクトルが単色ピークとなる機能を追加しました。
• 核子とガンマ線放出の競合を考慮できる統計崩壊モデル GEM Ver.2 を導入しました。[parameters]
において ngem=2 と指定することにより利用できます。
• [transform] で、z,y,x 軸周りの回転を簡易に定義できる形式を導入しました。
• Windows PC において、MPI プロトコルを用いたメモリ分散型並列計算が可能となりました。この開発は、（株）ナイスの協力により実施いたしました。
• e-mode=2 を指定した状態で、INCL などの核反応モデルが動作した場合に発生するバグを修正しました。条件により、1MeV 以下の中性子フルエンスが数 10%程度減少していました。このバグはバー
ジョン 3.05 で発生しておりました。
バージョン 3.05 では、主に次の改良とバグ修正を行いました。（2018 年 3 月 14 日）• 従来 [t-heat] でしか行えなかったカーマ近似による付与エネルギー計算機能を [t-deposit] にも追加しました。その際、カーマ近似の使用の有無は、イベントジェネレータモードや EGS5 の使用状
況から自動的に判断します。この改良により、付与エネルギー計算は全て [t-deposit] で行えるよ
うになりました。

1.1. 最近の改良点

21• 1 ヒストリー内でエネルギー付与する粒子のウエイトが同じ場合に、[t-deposit] の output=deposit
で正しく計算できるようになりました。この改良により、s-type=9 かつ dir=-all とした場合の線源や非荷電粒子に [forced collisions] を用いた際の付与エネルギー分布が適切に評価できるようになります。

• [t-cross] において axis=z とした場合に、出力されるグラフの形式を折れ線グラフとしました。
• [t-cross] で z-type=1 とした場合に、nz=0 とすることで、タリー面を 1 面だけ設定できるようにしました。
• [t-interact] において、電子と陽電子による knock on electron 生成の成分を output=deltaray から切り分け、output=knockelec で出力するように変更しました。また、同成分を [counter] における delt から切り分け、knoe でカウントするように変更しました。

• RI 線源機能を使用して Auger 電子を発生させる場合に、RIsource.ack にデータがない RI 核種については、RIsource.rad のデータを利用するように改良しました。

• iMeVperu=1 とした場合に、[t-product] でエネルギーが正しく計算されないバグを修正しました。
バージョン 3.04 では、[t-star] でヒストリ毎の反応頻度分布を出力可能としました。また、飛跡構造解
析モードで起きた反応数も計算可能としました。さらに、反応数 (interaction) を計算するタリーであることが直感的に分かるように、タリー名を [t-interact] に変更しました。ただし、プログラム上は [t-star]という名称も引き続き利用することが可能です。（2018 年 2 月 16 日）バージョン 3.03 では、主に次の改良とバグ修正を行いました。（2018 年 2 月 1 日）

• 連続四面体から線源粒子を発生させる機能を追加しました。s-type=24 とすることにより利用できます。詳細は、5.3.15 節をご覧ください。
• [weight window] 及び [t-wwg] において xyz メッシュ形状が選択できるようになりました。
• [multiplier] において part を指定できるようにし、粒子別の係数を定義できるようにしました。また、この機能を応用して、様々な種類の被ばく線量をあらかじめデータベース化した換算係数を用いて計算できるようにしました。

• [t-deposit] で output=deposit とし、dresol を設定した場合に part=all 以外の結果が適切に計算されないバグを修正しました。
• iMeVperu=1 とした場合に、[t-track] 等で荷電粒子のレンジ計算が適切に行われないバグを修正しました。
バージョン 3.02 では、主に次の改良とバグ修正を行いました。（2017 年 12 月 1 日）

• ユーザー定義タリー [t-userdefined] で指定できる新しいパラメータ nudtvar と udtvar(i) を追加しました。i =nudtvar を上限とする udtvar(i) の数値をインプットファイルで指定し、それらをsubroutine usrtally 内で使用できます。udtvar(i) は、従来の udtpara と同様の役割を果たしま
すが、指定できる数 (nudtvar) に制限はありません。なお、udtpara は本バージョン以降も使用可能です。

• [t-let] と [t-sed] に対して新たな unit を追加しました。
• 球殻線源（s-type=9）で dir=iso とした場合、従来は球殻の外側から線源を発生させていましたが、球殻上から線源を発生するように変更しました。この変更は、線源球殻の外側に物質がある場合のみ
結果に影響を与えます。

1. 最近の改良点と開発体制

22• EGS5 を利用せず光子のみの輸送を行った場合に、[counter] で原子相互作用 (atom) のプロセスがカウントされない不具合を修正しました。
• [delta ray] セクションを使ってデルタ線を発生させる際の制限付阻止能計算のバグを修正しました。

• 荷電粒子を輸送する際の角度分散に関するバグを修正しました。emin を 1MeV/n より低く設定し、nspred を有効にした場合に発生していました。SOBP による粒子線治療を模擬した計算において影響がありました。このバグは、version 2.96 から含まれておりました（それ以前の version は問題あり
ません）。

1.2

開発体制

PHITS の開発は、日本原子力研究開発機構が中心となって、高度情報科学技術研究機構、高エネルギー
加速器研究機構、九州大学等と共同で進められています。
現在の開発メンバーは以下の通りです。

(財) 高度情報科学技術研究機構 (RIST)
仁井田浩二(国研) 日本原子力研究開発機構 (JAEA)
佐藤達彦、岩元洋介、橋本慎太郎、小川達彦、古田琢哉、安部晋一郎、甲斐健師、松谷悠佑25 、
松田規宏、平田悠歩、関川卓也、Lan Yao、Pi-En Tsai26 、Hunter Ratliﬀ27(共) 高エネルギー加速器研究機構 (KEK)
岩瀬広、坂木泰仁、杉原健太(国) 九州大学 (Kyushu University)
執行信寛
ウィーン工科大学, オーストリア

Lembit Sihver
また、これまでに以下の方々が PHITS の開発に寄与されました。
原子力機構
高田弘、明午伸一郎、勅使河原誠、前川藤夫、原田正英、池田裕二郎、坂本幸夫、中島宏、深堀智生、
奥村啓介、甲斐哲也、野田秀作(国) 東京工業大学 (TITech)
千葉敏

25 北海道大学
26 現所属: Zap Energy, USA
27 現所属: Western Norway University of Applied Sciences (HVL), Norway1.3. PHITS の参考文献

23

東北大学工学部
中村尚司

Chalmers University, Sweden
Davide Mancusi

1.3

PHITS の参考文献

バージョンに関わらず、PHITS をご使用になられた場合は次の文献を引用してください。

• T. Sato, Y. Iwamoto, S. Hashimoto, T. Ogawa, T. Furuta, S. Abe, T. Kai, Y. Matsuya, N. Matsuda, Y. Hirata,
T. Sekikawa, L. Yao, P.E. Tsai, H.N. Hunter, H. Iwase, Y. Sakaki, K. Sugihara, N. Shigyo, L. Sihver and K.
Niita, Recent improvements of the Particle and Heavy Ion Transport code System - PHITS version 3.33, J.
Nucl. Sci. Technol. 61, 127-135 (2024).
この文献はオープンアクセスとなっており、次の URL からダウンロードできます。

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00223131.2023.2275736
この他に、PHITS がもつ特徴についてまとめた文献には次のものがあります。
• H. Iwase, K. Niita, T.Nakamura, Development of general purpose particle and heavy ion transport Monte
Carlo code. J Nucl Sci Technol. 39, 1142-1151 (2002).
• K. Niita, T. Sato, H. Iwase, H. Nose, H. Nakashima and L. Sihver, Particle and Heavy Ion Transport Code
System; PHITS, Radiat. Meas. 41, 1080-1090 (2006).
• L. Sihver, D. Mancusi, T. Sato, K. Niita, H. Iwase, Y. Iwamoto, N. Matsuda, H. Nakashima, Y. Sakamoto,
Recent developments and benchmarking of the PHITS code, Adv. Space Res. 40, 1320-1331 (2007).
• L. Sihver, T. Sato, K. Gustafsson, D. Mancusi, H. Iwase, K. Niita, H. Nakashima, Y. Sakamoto, Y. Iwamoto
and N. Matsuda, An update about recent developments of the PHITS code, Adv. Space Res. 45, 892-899(2010).
• K. Niita, N. Matsuda, Y. Iwamoto, H. Iwase, T. Sato, H. Nakashima, Y. Sakamoto and L. Sihver, PHITS:
Particle and Heavy Ion Transport code System, Version 2.23, JAEA-Data/Code 2010-022 (2010).
• K. Niita, H. Iwase, T. Sato, Y. Iwamoto, N. Matsuda, Y. Sakamoto, H. Nakashima, D. Mancusi and L. Sihver,
Recent developments of the PHITS code, Prog. Nucl. Sci. Technol. 1, 1-6 (2011).
• T. Sato, K. Niita, N. Matsuda, S. Hashimoto, Y. Iwamoto, S. Noda, T. Ogawa, H. Iwase, H. Nakashima, T.
Fukahori, K. Okumura, T. Kai, S. Chiba, T. Furuta and L. Sihver, Particle and Heavy Ion Transport Code
System PHITS, Version 2.52, J. Nucl. Sci. Technol. 50:9, 913-923 (2013).
• T. Sato, Y. Iwamoto, S. Hashimoto, T. Ogawa, T. Furuta, S. Abe, T. Kai, P.-E. Tsai, N. Matsuda, H. Iwase, H.
Shigyo, L. Sihver, and K. Niita, Features of Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) version
3.02, J. Nucl. Sci. Technol. 55, 684-690 (2018).

2. インストール及び実行方法

24

インストール及び実行方法

2

PHITS は、Windows（7 以降）、Mac（OS X v10.6 以降）及び Linux 上で動作する Fortran プログラムです。各環境にあわせて用意されたインストーラを使用することで、簡単に実行環境を準備できます。

PHITS をインストールするにあたっては、物理メモリが 1GB（推奨は 2GB）、ハードディスクの空き容量
が 6GB のコンピュータをご用意ください。また、Windows と Mac の OS に関しては、管理者 (Administrator)
権限をもつアカウントで使用する必要があります。
以下の 2.1, 2.2, 2.3 節では、それぞれ Windows, Mac, Linux OS における PHITS のインストールと実行方法についてご紹介します。

2.1

Windows OS におけるインストール及び実行方法

2.1.1

インストール方法(1) 古いバージョンの PHITS をインストールしている場合は、ご自身で編集したファイルのバックアップ
を取ってください（上書きインストールをします）。ただし、アドレスファイル（“xsdir.jnd” ）のみ上
書きの可否を選択可能で、上書きする場合は古いファイルのバックアップを自動で作成します。

(2) PHITS パッケージの win フォルダにある “phits win setup.exe” をダブルクリック。
(3) インストールフォルダを指定 (“c:/phits” を奨励します)(4) 必要なソフトウェアを選択。初めて PHITS をインストールする PC の場合は「新規インストール」、
更新の場合は「バージョンアップ」を選択することを奨励します（2.1.3 節参照）。

(5) インストール完了(6) インストールが適切に完了したかどうかを確認するため、“/phits/lecture/basic/lec01/lec01.inp” のファ
イルを指定し、右クリックして “送る” →“PHITS” を選択(7) “xz track all.eps” が作成されたことを確認（注意）インストールフォルダや PHITS のインプットファイルがあるフォルダの名称にスペースや漢字があるとエラーになる場合がありますので、そのような文字が使われていないフォルダでご利用ください。
インストーラは、下記の内容を実施します。

(1) エディタのインストールが選択された場合は、そのエディタをインストールして “*.inp” と “*.out” ファ
イルに関連付ける。また、そのエディタから PHITS や PHIG-3D を直接実行できるように設定ファイ
ルを修正する。

(2) Ghostscript が選択された場合は、Ghostscript のインストーラを実行する。
(3) SumatraPDF が選択された場合は、SumatraPDF のインストーラを実行する。
(4) PHIG-3D の実行に必要な Visual C++再頒布可能パッケージをインストールする。
(5) phits.7z を指定したインストールフォルダに展開する。
(6) PHITS の実行形式を含むフォルダ “phits/bin” に PATH を通す。
(7) 環境変数 PHITSPATH を追加する（これによりインプットファイルで file(1) を指定する必要がなくなります）。

2.1. Windows OS におけるインストール及び実行方法25(8) “phits/bin” フォルダにある “phits.bat” 、“angel.bat” 、“phig3d.bat” 、及び “phits/dchain-sp/bin” フォルダにある “dchain.bat” のショートカットを “送る (sendto)” フォルダに作成する。
(9) JENDL-5 インストール用に “app/7za.exe” を “phits/bin” フォルダにコピーする。

2.1.2

実行方法

PHITS を実行する場合は、“送る” による方法とコマンドプロンプトを用いる方法があります。

2.1.2.1 “送る” による実行方法
Windows の “送る” 機能を用いて PHITS を実行できます。PHITS の入力ファイルを指定して右クリックをすると、“送る” → “PHITS” が表示されますので、これを選択することで PHITS が実行されます。この方法では、“/phits/bin/” フォルダにある PHITS 用のバッチファイル “phits.bat” のショートカットを “送る” に登録しています。このため、“phits.bat” を編集することで、その変更を “送る” による PHITS の実行内容に反映させることができます。

2.1.2.2 コマンドプロンプトからの実行方法
Windows の CUI (Character user interface) である “コマンドプロンプト” から、コマンド入力により PHITSを実行できます。Windows の “スタートボタン” をクリックし、検索ボックスに “cmd” と入力して表示される “cmd.exe” を選択すると、図 1 に示すようなコマンドプロンプトのウインドウが立ち上がります。

図 1: コマンドプロンプトのウインドウ

PHITS の実行方法は、“cd” コマンドを使ってインプットファイルのあるフォルダに移動した後、コマン
ドプロンプト上で下記のように入力します。
phits.bat phits.inp
ここで、“phits.inp” は PHITS のインプットファイル名です（例：lec01.inp）。コマンドプロンプトにおいて↑ キーを押すと、過去のコマンド履歴が出ますので、同じインプットファイルを何度も実行する場合に便利です。

2. インストール及び実行方法

26

2.1.3

推奨ソフトウェア

PHITS を実行するために必要なソフトウェアは特にありません。ただし、PHITS の入力ファイルを作る
ためには、行番号を表示可能なテキストエディタがインストールされていることが望ましいです（エラーが生じたときに、原因となる入力ファイルの行番号が表示されるため）。また、画像出力ファイル（EPS 形式）を見るためには、Ghostscript 及び SumatraPDF をインストールする必要があります。Windows 用のフリーのテキストエディタは、• TeraPad （日本語）(http://www5f.biglobe.ne.jp/˜t-susumu/)• Notepad++（英語）(https://notepad-plus-plus.org/)などがあります。Ghostscript 及び SumatraPDF のインストールに関しては、下記のホームページをご参照く
ださい。

• Ghostscript (https://www.ghostscript.com/releases/gsdnld.html)• SumatraPDF（https://www.sumatrapdfreader.org/free-pdf-reader）
SumatraPDF は Ghostscript をインストールした後にインストールしてください。

2.2

Mac OS におけるインストール及び実行方法

2.2.1

インストール方法(1) PHITS バッケージに入っている “/mac/” フォルダ中の、“PHITS Installer.command” をコントロールキー
を押しながら右クリックして、ショートカットメニューの “開く” を選択してください。

(2) インストールモードの選択において、Automatic を選択します（図 2 参照）。Automatic モードで上手くインストールできない場合は、後に述べる Manual モードによるインストールを試してください。
（詳細は PHITS パッケージ中の “/mac/README-jpn.pdf” をご参照ください。）

図 2: インストールモードの選択(3) インストール先のフォルダを指定します。通常、アカウント名（例：iwamoto）と同名のフォルダが選択されるので、“選択” を押します（図 3 参照）。インストール完了後、システムを再起動（もしくはログアウトして再ログイン）してください。

2.2. Mac OS におけるインストール及び実行方法

27

図 3: インストールフォルダの選択(4) インストール先に “/phits/” という名前のフォルダが作られます。このフォルダの中には、PHITS 本体とソース、講習会の資料、例題などが入っています。

(注 1) インストール後に “/phits/” フォルダを別のフォルダへ移動させると PHITS は動作しなくなります。その場合はもう一度インストールし直してください。

(注 2) インストール先に “/phits/” という名前のフォルダが存在する場合は、古いフォルダは “/phits[今日の日付].[現在の時刻]/” に名称が変更されます。
(注 3) PHITS パッケージをコピーするフォルダやインストールフォルダの名称にスペースや漢字があるとエラーになる場合がありますので、このような文字が使われていないフォルダにインストールしてくだ
さい。

2.2.2

実行方法

PHITS を実行する場合は、ドラッグ&ドロップによる方法とターミナルを用いる方法があります。

2.2.2.1 ドラッグ&ドロップによる実行方法
PHITS を実行する場合は、インプットファイルを Dock にある青い PHITS アイコンへドラッグ&ドロップします（図 4 参照）。実行のテストとして、Dock にある Finder アイコンをクリックし “phits/lecture/basic/lec01” フォ
ルダを開いて、“lec01.inp” を PHITS アイコンへドラッグ＆ドロップしてください。新たにターミナルウィ
ンドウが立ち上がり、計算状況が出力されます。計算結果の出力ファイルは、インプットファイルがある
フォルダに作られます。また、再度同じ名前のインプットで計算を実行したい場合は、計算状況が出力されたターミナルで ↑ キーを押してからリターンキーを押せば実行できます。
また、ANGEL 及び DCHAIN-SP を動かす際は、PHITS のタリーで出力されたそれぞれのインプットファ
イルを Dock にある赤い ANGEL アイコンもしくは緑の DCHAIN アイコンにドラッグ&ドロップします。

2. インストール及び実行方法28

図 4: Dock にある PHITS アイコンへのドラッグ&ドロップ

PHIG-3D を動かす際は、インプットファイルを Dock にあるロボット図柄の PHIG3D launch アイコンにドラッグ&ドロップします。

PHITS-Pad を動かす際は、インプットファイルを Dock にある PHITSPAD launch アイコンにドラッグ&ド
ロップします。

2.2.2.2 ターミナルからの実行方法“PHITS Installer” によりインストールが完了した後、ターミナルからコマンド入力により PHITS を実行できます。Dock にある Finder アイコンをクリックして “アプリケーション” → “ユーティリティ” →“ターミナル” を選択して、ターミナルを起動してください。

図 5: ターミナルを選択する画面

PHITS の実行方法は、“cd” コマンドを使ってインプットファイルのあるフォルダに移動した後、ターミナルで下記のように入力します。

phits.sh input.inp
ここで、“input.inp” は PHITS のインプットファイル名です（例：lec01.inp）。ターミナルで ↑ キーを押せば過去のコマンド履歴が出ますので、同じインプットファイルを何度も実行する場合に便利です。

2.2. Mac OS におけるインストール及び実行方法

29

PHITS と同様、ANGEL、DCHAIN-SP、PHIG-3D、PHITS-Pad もターミナルから実行できます。ANGELの実行方法は、ターミナルでangel.sh angel.outと入力します。ここで “angel.out” は、ANGEL のインプットファイル名です（例：track xz.out）。DCHAINの実行方法は、ターミナルでdchain.sh dchain.outと入力します。ここで “dchain.out” は、DCHAIN の入力ファイル名（PHITS の [t-dchain] で指定したファイル名）です。

PHIG-3D の実行方法は、ターミナルで
phig3d.sh input.inpと入力します。ここで、“input.inp” は PHITS のインプットファイル名です（例：lec01.inp）。

PHITS-Pad の実行方法は、ターミナルでphitspad.sh input.inpと入力します。ここで、“input.inp” は PHITS のインプットファイル名です（例：lec01.inp）。

2.2.3“PHITS Installer.command” の Manual モードによるインストール

Automatic モードで上手くインストールできない場合には、Manual モードをお試しください。
(1) ホームディレクトリ (例: “/Users/iwamoto” ) に “phits” フォルダを作成します。
(2) 事務局よりダウンロードした zip ファイルを展開してできた “phitsXXXA” フォルダ内の “phits.7z” をホームディレクトリ (例: “/Users/iwamoto” ) へコピーします。
(3) コピーした “phits.7z” を展開 (ダブルクリック) します。

(4) “phitsXXXA/mac” フォルダの中の “ANGEL.app.zip” 、“DCHAIN.app.zip” 、“EPSPDF.app.zip” 、“PHIG3D launch.app.zip”“PHITS.app.zip” 、“PHITSPAD.app.zip” を、“/phits/bin” フォルダへコピーして展開 (ダブルクリック)します。

(5) “PHITSXXXA/mac” フォルダの中の “PHITS Installer.command” を右クリックしてショートカットメ
ニューの “開く” を選択します。
(6) インストールモードの選択において、Manual を選択します。
(7) “/phits/bin” フォルダの中の “phits252 mac.exe” を選択し、インストールを開始します。
(8) “/phits/lecture/basic/lec01” フォルダにある “lec01.inp” を Dock にある青い PHITS アイコンへドラッグ＆ドロップして PHITS を実行して下さい。

2. インストール及び実行方法

30

2.2.4

“PHITS Installer” の Automatic と Manual が共に動作しないときの対応

ターミナルから PHITS を実行できるようにします。ターミナルを使って PHITS を初めて実行する場合は、

PHITS の実行ファイルがあるフォルダに PATH を通す必要があります。PATH を通すためには、ターミナル
で下記のコマンドを入力する必要があります。

echo ’export PHITSPATH=/PATH-TO-PHITS/phits/bin’ >> .zshenv
echo ’export PATH=$PHITSPATH/bin:$PHITSPATH/dchain-sp/bin:$PATH’ >> .zshenv
source .zshenv
ここで、“PATH-TO-PHITS” は各自のインストール先のフォルダ名に変更してください（例：/Users/iwamoto）。
フォルダ名が分からない場合は、ターミナルを立ち上げた時点で、

find $HOME -name phitsXXX_mac.exeを入力してください。ここで、“XXX” は PHITS のバージョンを表します。(例: 334。事務局よりダウンロー
ドした zip ファイルを展開してできた “PHITSXXXA” フォルダの XXX が PHITS のバージョンです。) 表示
される結果から “/phits/bin/” を削除したものが “PATH-TO-PHITS” に対応します。なお、この PATH の設定は、初めて PHITS を実行する時のみ必要となり、それ以降は不要です。
次に、“/phits/bin/phits.sh” の 11 行目の “phitsYYY mac.exe” 、更に 14 行目の “phitsYYY mac openmp.exe” のYYY をインストールしようとしているバージョンに合わせます。実行方法については、前節をご覧ください。実行までの流れを図 6 に示します。

図 6: ターミナルを使った PHITS 実行の流れ

2.3

Linux OS におけるインストール及び実行方法

2.3.1

インストール方法

まず、PHITS パッケージから “phits.zip” をインストールしたいフォルダにコピーします。また、PHITS
パッケージの linux フォルダから Linux 用のインストーラ “PHITS-Installer lin.sh” を同じフォルダにコピーしてください。インストーラに実行権限を付加するため、ターミナルで、このフォルダに移動して以下のコ
マンドを実行してください。

chmod +x PHITS-Installer_lin.sh2.3. Linux OS におけるインストール及び実行方法

31

次にインストーラーを実行します。以下の様に実行してください。

./PHITS-Installer_lin.shZIP ファイルの解凍、各ファイルに書かれた PATH の修正、実行ファイル PATH の設定の順でインストー
ル作業が行われます。ZIP ファイルの解凍の際にパスワードの入力が求められますので、インストール用のパスワードを入力してください。Bash の使用を想定して PATH の設定を “.profile” に追加しているので、他のシェルを使用している方は適宜変更してください。インストールの途中でエラーが表示されないようであれば、無事インストールは完了です。

PATH の設定を有効にするために、以下のコマンドを実行してください。
source ˜/.profile
次回ログイン以降は、ログイン時に自動的に “.profile” が読み込まれるはずですので、上のコマンドをログ
イン毎に行う必要はありません。

2.3.2

実行方法

Linux 環境ではターミナルで PHITS を実行します。ターミナルを起動し、“cd” コマンドを使ってインプッ
トファイルのあるフォルダに移動した後、ターミナルで下記のように入力します。

phits.sh phits.inp
ここで、“phits.inp” は PHITS のインプットファイル名です（例：lec01.inp）。ターミナルで ↑ キーを押せば過去のコマンド履歴が出ますので、同じインプットファイルを何度も実行する場合に便利です。

PHITS と同様、ANGEL や DCHAIN もターミナルから実行できます。ANGEL の実行方法は、ターミナ
ルでangel.sh angel.inpと入力します。ここで “angel.inp” は、ANGEL のインプットファイル名です（例：track xz.out）。DCHAINの実行方法は、ターミナルでdchain.sh dchain.outと入力します。ここで “dchain.out” は、DCHAIN の入力ファイル名（PHITS の [t-dchain] で指定したファイル名）です。

(注) 実行時に許可がありません等のエラーがでる場合は、実行ファイルに実行権限が付加されていないことが原因と思われるので、実行ファイルが格納されているフォルダ “phits/bin/” 等に移動し、以下のコ
マンドにより実行権限の付加を行ってください。

chmod +x XXX
ここで、“XXX” は実行ファイル名です。

2.3.2.1 シェルを使用せず直接実行ファイルを指定して実行する方法
インプットファイルのあるフォルダに移動した後、以下の様にコマンドを入力することで、シェルファイ
ル “phits.sh” を利用せずに直接実行ファイルを指定して実行することができます。

phitsXXX.exe < input.inp

2. インストール及び実行方法

32

ここで、“phitsXXX.exe” は PHITS 実行ファイル、“input.inp” はインプットファイルを表します。ただ、この実行方法で infl を用いる場合には注意が必要で、“input.inp” の 1 行目をfile = input.inp
として自身のファイル名を記述してください。infl の使い方については、4.3 節をご覧ください。

2.4

実行ファイルの変更方法

PHITS の実行ファイルは、Windows、Mac、Linux 用全て “phits/bin” フォルダに格納されており、1 つのCPU を使うシングル版のみならず並列計算用やデバッグ用のものが含まれています。これらの実行ファイ
ルは、インプットファイルの最初のセクションの前にコマンドを入れることにより、使い分けることが可能です。
並列計算にはメモリ共有型並列とメモリ分散型並列があります。メモリ共有型並列で実行する場合は、

PHITS のインプットファイルにおいて、最初のセクションの前に$OMP=N （N は使用する CPU コア数）を加えてください。その際、N = 1 の場合は並列計算を使用しません。また、N = 0 の場合は計算機が持つ全てのコアを使用します。なお、バージョン 2.73 より、メモリ共有型並列計算は 64bit 版 Windows のみで動作するようにしていますのでご注意ください。また，$MPI=M と指定すれば並列数 M のメモリ分散型並列で実行可能ですが，そのためには，事前に MPICH2（Windows の場合）や OpenMPI（Linux の場合）のイ
ンストールが必要になります。詳しくは 11.1.1 節をご参照下さい。
また、最初のセクションの前に$DBG=1 と書くことにより、メモリ違反や未初期化変数のチェックを行う
デバッグモードでの計算が可能となります。PHITS の実行中に Access violation もしくは Segmentation faultというエラーが起きたり、無限ループや計算の異常終了などが発生したら、デバッグモードで実行してください。何かエラーメッセージが出たら、そのメッセージを実行した PC 環境の情報とともに PHITS 事務局
までご連絡ください。

33

3

再開始計算と中断方法

3.1

再開始計算

PHITS を実行して得られたタリー結果の統計量が足りない場合に、その結果を読み込んで、続き計算（再開始計算）を行うことが可能です。[parameters] セクションにおいて、istdev < 0 とすることで、再開始計算を実行できます。その際の統計誤差計算モードは、過去のタリー結果を踏襲します。再開始計算は、各タリー別に行いますので、過去のインプットファイルに新たにタリーを加えた再開始計算も可能です。再開始計算の流れは、以下のようになります。

(1) 各タリーの resfile (デフォルトは file で指定した出力ファイル名と同じ) で指定したファイルの有無をチェックする。

(2) ファイルが存在しない場合は、そのタリーは新規タリーとして扱う。全てのファイルが存在しない場
合は、istdev = -2 の場合はヒストリー分散、istdev= -1 の場合はバッチ分散モードとして新規計算を開始する。

(3) ファイルが存在する場合は、そのファイルから統計誤差計算モード (istdev)、これまでの全ウェイト
数 (resc2) や全ヒストリー数 (resc3)、バッチ当たりのヒストリー数 (maxcas、バッチ分散モードのみ必要)、次の初期乱数シード (rijklst)、タリーパラメータ、結果及び相対誤差などを読み込む。

(4) 過去のタリーと入力ファイルで指定したタリーの一致性の確認する (一致しない場合はエラーメッセー
ジを出力して実行停止。ただし、全てのパラメータをチェックするわけではないので注意)。

(5) 過去のタリーが複数ある場合、それらの間での統計誤差モードや maxcas (バッチ分散モードのみ) の一致性を確認する。一致した場合は、その値を再開始計算で利用する。一致しない場合は、エラーメッ
セージを出力して実行停止する。

(6) 初期乱数シードを一番目に読み込んだ過去タリーの rijklst に変更。(rijklst が過去タリー間で異なる場合は、警告を出力するが計算は可能)(7) 再開始計算を実行し、その結果を過去のタリー結果に加えて file で指定したファイルに出力する。
resfile を指定しない場合、出力ファイル (file) と過去タリーファイル (resfile) が同じであるため、過去の結果に新しい結果を上書きして出力する。
再開始計算を行う際の注意点としては、[1] 統計誤差計算モードの違うタリー同士で再開始計算をしないこと、[2] バッチ分散の場合は必ず maxcas を統一すること、[3] ジオメトリや入射粒子に関しては新旧ファイルの一致性を確認しないので、ユーザーの責任で必ず一致させること、などがあります。

3.2

計算の中断

プログラムを実行すると、カレントディレクトリに “batch.out” 28 というファイルが作られます。そのファ
イルにはひとつのバッチが終了する毎に、（メモリ分散型並列の場合にはバッチ数 × ( PE −1 ) 毎に、）そのバッチの計算時間など、簡単な情報が出力されます。メモリ分散型並列の場合には、各 PE の状態が含まれます。異常終了が起こった PE はこれでチェックできます。

“batch.out” の 1 行目は、
10 <--- number of remaining batches

28 Version 2.85 以前は batch.now というファイル名でした。

34

3. 再開始計算と中断方法となっています。この最初の数字はその時点での残りバッチ数です。この数字を減らして batch.out を保存することにより、任意のバッチで計算を終了させることができます。例えば、“3” にするとその時点から 3
バッチ分計算を実行した後で終了しますし、“0” にするとその時のバッチで計算が終了します。この機能により、途中経過を見ながら計算を中断することができます。
ただし、デフォルト設定では、計算途中のタリー結果の画像ファイル（eps 形式）は出力されません。各
タリーにおいて epsout を設定し（6.7.17 節を参照）、[parameters] セクションにおいて itall=1 とすることで、途中結果を画像ファイルで確認することができます。
バージョン 2.86 以降、[parameters] セクションにおいて file(22) を指定することにより、“batch.out” のファイル名を変更できるようになりました。これにより、同一ディレクトリにおいて複数のインプットファ
イルに対して PHITS を実行することが可能となりました。

“batch.out” に出力される rijk は、各バッチ毎 (各 IP number 毎) に与えられた初期乱数の値です。特定のバッチで異常終了が起こった時など、任意のバッチの計算を再現したい場合にこの値を利用できます。

35

4

入出力ファイルの共通書式
PHITS の入力ファイルは、テキストエディタで編集できるテキスト形式で作成します。入力ファイルは[******] で始まる複数のセクションで構成されており、目的や機能に応じてセクション単位で情報を読み込みます。セクションの順番は自由です。[******] の先頭の空白は 4 個まで無視しますが、それ以上はセクションの始まりとは認識しませんので注意して下さい。セクション毎に入力形式が変わりますが、基本的には以下に示す 2 つの書式を取ります。一つは、各セクションに固有のキーワード（パラメータ）に数値や文字列で設定する方式であり、キーワード（パラメータ） = 数値 または 文字列と書きます。この際、半角の空白（スペース）は無視されます。もう一つは、複数の数値を設定する場合であり、半角の空白を区切り文字として、次のような形式となります。
数値（文字列）1

数値（文字列）2

数値（文字列）3 ...

出力ファイルは、基本的にテキスト形式 (“.out” ) のものが出力されますが、オプションを設定することにより、計算結果を画像表示した eps 形式 (“.eps” ) のファイルも出力されます。

PHITS における各物理量の単位は、基本的に、長さは cm、時間は ns、エネルギーは MeV（もしくは核子あたりの量を表す MeV/n）です。また、座標系は右手系をとっています。

4. 入出力ファイルの共通書式

36

4.1

セクションの種類

セクションには、次の様なものがあります。
表 1: セクションの種類 (1)

name

説明

[title]計算のタイトルを定義します。

[parameters]

ヒストリー数など、計算の動作を決めるパラメータを定義します。

[source]

入力ソース粒子の情報を定義します。

[material]

体系を構成する物質を定義します。

[surface]

体系を構成する面を定義します。

[cell]

体系を構成する cell を定義します。

[transform]

体系を構成する面などの座標変換を定義します。

[temperature]cell の温度を定義します。

[mat time change]

物質の時間変化を定義します。

[magnetic field]

体系を構成する領域の磁場を定義します。

[electro magnetic field]

体系を構成する領域の電磁混合場を定義します。

[delta ray]

δ 線を発生させます。

[track structure]

飛跡構造解析モードを使用するための設定を定義します。

[super mirror]

低エネルギー中性子のスーパーミラーを定義します。

[elastic option]

低エネルギー中性子の弾性衝突のオプションを定義します。

[data max]

核種毎に核データライブラリを利用する上限エネルギーを定義します。

[frag data]

ユーザー指定断面積読み込み機能について定義します。

[importance]

領域の importance を定義します。

[weight window]

領域の weight window を定義します。

[ww bias][weight window] のパラメータにかけるバイアスを定義します。

[forced collisions]

強制衝突の領域とファクターを定義します。

[Repeated collisions]

核反応の繰返し衝突の領域とファクターを定義します。

[volume]

体系を構成する領域の体積を定義します。

[multiplier]multiplier を定義します。

[mat name color]

物質表示の名前、色、大きさを指定します。

[reg name]

領域表示の名前、大きさを指定します。

[counter]counter を定義します。

[timer]粒子の固有時間をリセット、ストップを定義します。

[user defined interaction]

ユーザーが定義した相互作用を制御します。

[user defined particle]

ユーザーが定義した粒子を制御します。

4.2. 読み込みコントロール

37

表 2: セクションの種類 (2)

name

説明

[t-track]

粒子の飛跡長 (track length) やフルエンスを導出するタリー。

[t-cross]

粒子の面横断回数やフルエンスを導出するタリー。

[t-point]

ある点や線上のフルエンスを導出するタリー。

[t-deposit]

物質におけるエネルギー付与を導出するタリー。

[t-deposit2]

2 つの領域でのエネルギー付与の相関を出力するタリー。

[t-heat]

物質におけるエネルギー付与を導出するタリー。（非推奨29 ）[t-yield]

残留核の生成量を導出するタリー。

[t-product]

線源や核反応による生成粒子を導出するタリー。

[t-dpa]原子あたりのはじき出し数 (DPA) を導出するタリー。

[t-let]LET の関数として飛跡長や線量を導出するタリー。

[t-sed]微小領域におけるエネルギー付与分布を導出するタリー。

[t-time]Energy cut oﬀ と escape 粒子の個数を導出するタリー。

[t-interact]（従来の [t-star]）

反応数を導出するタリー。

[t-dchain]

DCHAIN 用入力ファイルを作成するタリー。

[t-wwg][weight window] のパラメータを出力するタリー。

[t-wwbg][ww bias] のパラメータを出力するタリー。

[t-volume]

体積自動計算機能のためのタリー。

[t-userdefined]

ユーザー定義による任意の物理量を導出するタリー。

[t-gshow]

ジオメトリ（仮想空間）を 2 次元で表示するタリー。

[t-rshow]

ジオメトリを 2 次元で物理量による色分けをして表示するタリー。

[t-3dshow]

ジオメトリを 3 次元で表示するタリー。

[T-4Dtrack]

PHIG-3D で粒子の飛跡を表示するためのタリー。

[end]

入力ファイルの終了を示します。

これらのセクション単位でデータを読み込みます。従って、入力ファイルの先頭から最初のセクションまで、また [end] 以下の部分は読み飛ばします。

4.2

読み込みコントロール

大文字、小文字、空白文字 (⊔)
ファイル名を除いて、大文字小文字は区別しません。行頭、行末の空白文字は無視します。セクショ
ン名は間に空白文字を入れてもかまいません。ただし、[******] の先頭の空白文字は 4 個まで無視しますが、それ以上はセクションの始まりとは認識しませんので注意して下さい。
タブ
タブは、8 個のブランクに置き換えます。
継続行一行に書くことができる文字数は半角文字で 200 字までです。それ以降の文字は読み込まれません。
29 バージョン 3.04 までは [t-deposit] によるカーマ近似計算ができなかったため、この計算が可能な [t-heat] との使い分けを行っていました。

4. 入出力ファイルの共通書式

38

一行に収まらないデータは、行末に “Y” をつけると次行を含めて一行と扱います。複数行が使用できます。ただし、[cell] と [surface] の継続行は “Y” を使用せず、先頭に 5 個以上の空白文字を入れてください。
行連結
短いパラメータ文が続くとき、複数行を “;” でつなぐことにより一行に表示することができます。例
えば、

idbg = 0 ;ibod = 1 ;

naz =

0

のよう書くことができます。ただし、メッシュの記述のようにサブセクションの書式が決まっている場合は使用できません。
コメント文字PHITS では、以下の文字がコメント文字として使用でき、それ以降に書かれた文字列は無視されます。
• $: 全ての場所でコメント文字として扱われます。
• #及び!: [surface], [cell] セクションを除いてコメント文字として扱われます。
• “c⊔” （⊔ は空白文字）: 行頭 5 カラム目以内にある場合にコメント文字として扱われます。ただし、[material] セクションでは炭素元素として認識されるため、この機能は無効になります。

[material] セクションでも “c⊔” をコメント文字として扱うためには、[parameters] セクショ
ンで icommat=1 と定義してください。
なお、%は version 3.30 以前はコメント文字として使えましたが、文字列変数の定義に%を使うようにしたため 3.31 以降はコメント文字として使えません。もし、%をコメント文字として使用する必要がある場合は、$RWT=0 を最初のセクションが始まる前に追加してください。
空白行
空白行は、読み飛ばします。コメント文字で始まる行も読み飛ばします。
セクションの読み飛ばし
ひとつのセクションを読み飛ばしたいとき、[******] off のようにセクション名の後に “off ” をつけると、次のセクションまでを読み飛ばします。直後に書かれた infl:や set:が意図せず読み飛ばされる場合がありますのでご注意ください。
セクション途中からの読み飛ばし
セクションの途中で、行頭に qp: を挿入すると、この行以降次のセクションまでを読み飛ばします。

全ての読み飛ばし
入力ファイルのどこでも、q: を行頭に入れると、それ以降全てを読み飛ばします。これは、[end] と
同じです。

4.3

ファイルの挿入

入力ファイルのどの場所でも他のファイルを取り込めます。インクルードファイルの書式は、

infl:{ f ile.name } [ n1 − n2 ]

4.4. ユーザー定義定数39です。{ } 内がファイル名、[ ] 内が行数指定です。n1 行から n2 行をインクルードします。行数指定は省略できます。省略した場合は、そのファイル全てをインクルードします。また、[ n1 − ][ −n2 ]という表現も可能です。上が n1 行から最後まで、下が先頭から n2 行までをインクルードします。インク
ルードは、8 回までネストできます。インクルードファイルを読み終えると、一層上のファイルに戻ります。

Windows 系の環境でコマンドラインインタプリタ (コマンドプロンプト) により PHITS を実行している場
合に、infl を使用する際は注意が必要です。このときは、インプットファイルの 1 行目をfile = input.dat

としてください。ここで、input.dat はインプットファイルです。コマンドラインインタプリタを用いた実行方法については、2.1.2.2 節をご参照ください。

4.4

ユーザー定義定数

入力ファイル中の、数字を入力すべき箇所で、数値の代わりに、c1 から c999 の、ユーザーが定義した定数を書いておくことが出来ます。定数のセットの書式は以下の通りです。

set:

c1[ 52.3 ] c2[ 2 * pi ] c3[ c1 * 1.e-8 ]ただし、ci[] において、i と [の間に空白文字を入れることができないのでご注意ください。この定数セッ
トは、どの場所でも可能です。定数名は、c1 から c999 まで、何度でもセットし直せます。セットした以降、次にセットされるまで、その数値を保持します。定義の中で他の定数を用いる場合 (上の 3 番目の例)、
その時点での値が参照され、それ以降、定義の中で用いられている定数 (上の 3 番目の例では c1) をリセッ
トしても定数の値は変化しません。pi は、デフォルトで定義されている定数です。

[paraemters] セクションにおいて ncvalout を指定することにより、この回数だけ ci として定義した数値が file(6)(D=phits.out) に出力されます。ユーザー定義定数として使用されている数値を確認した
い場合に設定してください。

Sumtally サブセクション内で定義した定数は無視されるのでご注意ください。
ユーザー定義プログラム (“usrsors.f, usrtally.f, usrdfn1.f” など) の中でこれらの変数を使いたい場合は、
parameter ( mfc = 100 )common /rval1/ cval(mfc), aval(mfc)と宣言した上で、cval として利用できます。例えば、c1 パラメータは cval(1) に相当します。なお、複数回同じパラメータを定義した場合、インプットファイルの最後に定義した値がユーザー定義プログラム内で有効となります。

4.5

ユーザー定義文字列

Version 3.31 以降、任意の文字列を変数化して利用することができるようになりました。その定義の書式は以下の通りです。

4. 入出力ファイルの共通書式

40

set:

%part name%[neutron proton alpha]

変数名は%で挟んで定義してください。PHITS の他の入力箇所と違い、文字列変数名のみ大文字と小文字が区別されますのでご注意ください。ユーザー定義変数と同じく、定義された次の行から有効となり、同じ
文字列変数を何度でもセットし直せます。ただし、変数の場合とは異なり、ユーザー定義文字列は 1 行で 1
つの文字列のみ定義可能です。また、定義できる変数名とその値（文字列）は 100 文字までです。上記例の場合、例えば複数のタリーでpart = %part_name%と定義すれば、各タリーでスコアする粒子を一括して変更することができます。
この機能を利用するため、version 3.31 以降の PHITS は、文字列変数を置換した後の入力情報を別ファイル（以下、リライトファイル）に一旦出力した後、そのファイルを読み込む形で実行されます。リライト
ファイル名は、元入力ファイル名の拡張子の前に “ rwt” を追加した名前となります。例えば、元の入力ファ
イル名が “phits.inp” の場合、“phits rwt.inp” となります30 。リライトファイルには、infl コマンドで読み込んだ入力情報も含まれます。
リライトファイルの出力及び削除の有無は、特殊パラメータ$RWT により変更可能です。$RWT は最初のセクションが始まる前に定義する必要があり、その値の意味は以下の通りです。

• $RWT=0：リライトファイルを出力しない。この場合は、文字列変数が利用できませんが、入力ファイルが巨大な場合、その読込時間を短縮することができます。
• $RWT=1（デフォルト）：リライトファイルを出力し、計算終了時に削除する。
• $RWT=2：リライトファイルを出力し、計算終了時に削除しない。
• $RWT=3：リライトファイルを出力し、その直後に PHITS の実行を停止する。このオプションは、icntl=0の場合のみ有効となり、複数の infl コマンドを使った入力ファイルを他者と共用する際などに便利となります。

4.6

数式の利用

入力ファイルで数字の入力箇所で、数式の利用が可能です。数式の書式は、Fortran 形式です。利用できる内部関数は、

表 3: 内部関数

FLOAT
MOD
COS

INT
NINT
COSH

ABS
SIGN
SIN

Intrinsic

Function

EXP
SQRT
SINH

LOG
ACOS
TAN

LOG10
ASIN
TANH

MAX
ATAN

MIN
ATAN2

30 ターミナル等で、phitsXXX win.exe < temp.inp のように（XXX はバージョン番号、temp.inp は入力ファイル）、バッチファイル
やスクリプトファイルを使用せずに、直接 PHITS の実行ファイルを使用した場合は、リライトファイルの名前が入力ファイルのそれを参照せずに “phits rwt.inp” となります。

4.7. 粒子の表式

41

例として、

param = c1 * 3.5 * sin( 55 * pi / 180 )この例のように、param = の後に 1 個の数字が期待されるときは、数式の途中に空白が許されますが、幾つかの数字の並びが期待される場合は、空白が数字の区切りを示しますので空白は使えません。このときは、空白を省いて記述するか、{ c1 * 2 / pi } のように { } で括ってください。

4.7

粒子の表式

[source] セクションや、タリーセクションで用いる 粒子の表式を下の表にまとめます。粒子を定義する
ときは、symbol か kf-code を用います。symbol のないものは、kf-code だけ利用可能です。
粒子タイプ 11 の other particles は、表 4 にあるように kf コードで指定します。また、これらの粒子の崩壊チャンネルは表 5 にあるものが含まれています。

JQMD コードの導入に伴い、原子核の入射、輸送が可能となりました。原子核種の指定の仕方は、208Pb,
56Fe の形式です。Pb, Fe と指定すれば、同位体全てを意味します。もちろん入射粒子の指定には使えません。ityp=19 の nucleus は、全ての原子核から ityp=1,15,16,17,18、すなわち proton, deuteron,triton, 3He, alpha を除いた全てを意味します。kf コードで原子核を指定するには、kf = Z * 1000000 +A とします。
以前は、光子の名前を “gamma”としてきましたが、“photon”と変更しましたので注意して下さい。

4. 入出力ファイルの共通書式

42

表 4: List of the transport particles.

ityp

symbolkf-codeparticle nameitypsymbolkf-codeparticle name1
2

protonneutron

2212
2112

protonneutron

11
11

−
−

+ − 12+ − 14

νe νe
νµ νµ

3
4

pion+
pion0

211
111

π+
π0

11
11

−
−

−2212
−2112

p
n

5
6
7

pion−
muon+
muon−

−211
−13
13

π−
µ+
µ−

11
11
11

−
−
−

−311
130
310

8
9

kaon+
kaon0

321
311

K+
K0

K0
K0L
KS0

11
11

−
−

+ 221
331

η
η′

10

kaon−

−321

K−

11

other

below

other particle

12electron

11

e−

11
11
11

−
−
−

+ − 3122+ − 3222+ − 3212

Λ0 Λ0
Σ+ Σ+
Σ0 Σ0

13
14

positronphoton

−11
22

e+
γ

11
11

−
−

+ − 3112+ − 3322

Σ− Σ−
Ξ0 Ξ0

15

deuteron

1000002

deuteron16
17

triton3he10000032000003

triton
3
He

11
11
11

−
−
−

+ − 3312+ − 3334+ - 16

Ξ− Ξ−
Ω− Ω−
ντ ντ

18
19

alpha
nucleus2000004
Z*1000000+A

αnucleus

11
11

−
−

+ - 15
113

τ− τ+
ρ0

11
11
11

−
−
−

+ - 213223+ - 20213

ρ+ ρ−
ω
+ −
a1 a1

11
11

−
−

+ - 313+ - 323

K ∗0 K ∗0
K ∗+ K ∗−

11
11
11

−
−
−

333
+ - 411+ - 421

ϕ
D D−
D0 D0

11
11

−
−

+ - 431+ - 511

D+s D−s
B0 B0

11

−

+ - 521

B+ B−

11

−

+ - 531B0s B0s

11−+ - 541

B+c B−c+4.7. 粒子の表式

43

表 5: 崩壊チャンネルと寿命（分岐比や崩壊モードの変更はソースコード “src/dklos.f” を変更し再コンパイ
ルすることで可能です。その他の粒子に関しては、“data/decay/decay data 1.dat” を参照してください。）
分岐率

寿命 (sec)n→p + e− + νe

100%

8.867 × 102

π0

→

γ+γ

100%

0

π+

→

µ+ + νµ100%

2.6029 × 10−8π−→µ− + νµ100%

2.6029 × 10−8

+

+

µ

→
→

p + π−
n + π0

64.1%
other

2.631 × 10−10Σ+→

p + π051.57%

7.99 × 10−11→

n + π+

other

−6

Σ

→

Λ+γ

100%

0

−6

−

→

−

n+π

100%

1.479 × 10−10→

e + νe + ν µ

µ

→

−

e + νe + νµ100%2.19703 × 10

Σ

KL0

→

π+ + e− + νe

20.34%

5.116 × 10−8

Ξ0

KS0
+

K

K−

η

′

η

→
→
→

π− + e+ + νe
π+ + µ− + νµπ− + µ+ + νµ20.34%
13.57%
13.57%→→

π0 + π0 + π0
π+ + π− + π0

19.59%
12.59%→

π0 + π030.72%→

π+ + π−69.28%+→→µ + νµπ0 + e+ + νe

63.56%
5.07%→→

π0 + µ+ + νµπ+ + π03.352%
20.67%→→

π+ + π0 + π0
π+ + π+ + π−

1.760%
5.583%→µ− + ν̄µ63.56%→→→

π0 + e− + ν̄e
π0 + µ− + ν̄µπ− + π05.07%3.352%
20.67%→→

π− + π0 + π0
π− + π− + π+

1.760%
5.583%

→

γ+γ

38.9%

→
→

0

π +π +π
π+ + π− + π0

31.9%
23.7%

→

π+ + π− + γ

other

0

+

0

→
→

−

π +π +η
π0 + π0 + η

44.1%
20.5%

→
→

π+ + π− + γ
γ+γ

30.1%
other

2.19703 × 10

8.954 × 10−11
1.2371 × 10−8

1.2371 × 10−8

0

0

→

Λ + π0100%

2.90 × 10−10

−

→

−

Λ+π

100%

1.639 × 10−10

Ω−

→
→

Λ + K−
Ξ0 + π−

67.8%
23.6%

8.22 × 10−11→

Ξ− + π0

other

Ξ

0

寿命 (sec)

Λ

−

100%

分岐率

4. 入出力ファイルの共通書式

44

4.8

標準出力 (phits.out) の書式

計算時間や発生した粒子数など、PHITS 計算に関わる基本的な情報は、file(6) パラメータで指定する
標準出力ファイル（通常、“phits.out” を奨励）に書き出されます。書き出される情報は、以下に示す 6 つのカテゴリに分類されており、[parameters] セクションで定義する infout パラメータによって出力させる
カテゴリを指定できます。
出力情報カテゴリ

I 基本情報
下記を除く全ての情報
II インプットエコー（入力ファイルの再出力）
III メモリ情報、バッチ情報
IV 粒子情報V 詳細情報（分散低減情報、領域別散乱情報、物質別散乱情報）
VI 開発者情報
これらの情報は、下記の順番で書き出されます。

PHITS ロゴ、バージョン、開発者、計算タイトル、計算開始時刻（カテゴリ I、ただし開発者情報はカテゴ
リ VI）
13 行目に使用した PHITS のバージョンが出力されます。掲示板や PHITS 事務局等に質問を送る際は、バージョン情報を併せてお送りください。入力ファイルで [title] セクションが定義されている場合は、[

Job Title ] 欄にその文字列がそのまま出力されます。
インプットエコー（入力ファイルの再出力、カテゴリ II）>>> Input Echo >>>と書かれた行から [END] of Input Echo <<<と書かれた行の間に、入力ファイルで指定したパラメータが整理した形で書き出されます。その際、#以降にコメントとしてパラメータの意味が出力されますので、パラメータの意味が分からなくなったときなどに参考にしてください。また ci や計算式を使って定義したパラメータは、計算した数値が直接書き出されます。さらに、RI 線源機能や宇宙線線源機能などを使って線源を定義した場合は、粒子のエネルギースペクトルがコメント文形式で出力されますので、実際に生成される粒子のエネルギースペクトルを確認することが可能です。
メモリ情報（カテゴリ III）
幾何学形状用メモリ (GG/CC memory)、断面積ライブラリ用メモリ (high energy material / low energy

material)、タリー用メモリ (real tally memory)、粒子情報保存用メモリ (bank memory)、その他のメモリ (othermemory)、合計メモリ (used total memory) 毎に、その使用量が書き出されます。ただし、これらのメモリ使用量は静的に確保した領域の大きさを表しており、動的に確保される断面積ライブラリ用メモリやタリー用メモリの値は常に小さくなることにご注意ください。
各線源詳細情報（nwsors を指定した場合のみ）[parameters] セクションで nwsors を指定した場合、最初に発生した nwsors 個の線源の種類 (ityp)、領域番号 (reg)、物質番号 (mat)、エネルギー (energy)、位置 (x, y, z)、方向ベクトル (u, v, w)、及びウェイト(wt) が書き出されます。

4.8. 標準出力 (phits.out) の書式

45

バッチ情報（カテゴリ III）
各バッチの終了時の全ヒストリー数 (ncas)、そのバッチが開始されたときの初期乱数 (bitseed)、及びそのバッチの計算に掛かった CPU 時間が書き出されます。ここに書かれている bitseed を [parameters] セク
ションで定義することにより、そのバッチからの計算を再現することができます。
計算プロセス情報（number of analyz call vs ncol、カテゴリ I）

PHITS には、核反応、領域横断、線源発生、バッチ終了時など全ての計算過程（プロセス）で呼ばれる
共通サブルーチン analyz があり、どのプロセスが発生したかを識別するパラメータ ncol 毎の呼び出し回数が書き出されます。ncol の詳細は 5.2.25 節「Dumpall オプション」を参照してください。
分散低減情報（カテゴリ V）[importance], [weight window], [forced collisions] などウェイトをコントロールするセクションを使った場合に、領域毎の粒子分割 (splitting) や粒子選別 (Russian Roulette) に関する詳細な情報が書き出されます。
領域別散乱情報（カテゴリ V）
発生した高エネルギー核反応数、データライブラリ利用回数、チャンネル別中性子・光子データライブラ
リ利用回数、フラックスやエネルギーの増減などの詳細な情報が領域別 (Region-wise) に書き出されます。
物質別散乱情報（カテゴリ V）
上記情報が物質別 (Medium-wise) に書き出されます。
粒子情報（カテゴリ IV）
輸送された粒子の種類 (List of transport particles)、及びその生成数 (prod. particles)、崩壊数 (particle decays)、
停止した数 (stop. particles)、領域外に抜け出た数 (leak. particles) などの情報が書き出されます。
発生線源情報（カテゴリ I）
線源粒子の数やウェイトが書き出されます。
荷電粒子阻止能データ情報（カテゴリ I）

ATIMA モデルを使って荷電粒子の阻止能を計算する際 (ndedx = 1 or 3)、新たな輸送荷電粒子とターゲット核の組み合わせができる毎に、その阻止能データをあらかじめ確保したメモリ領域に格納していきます。ここでは、その阻止能データのメモリ使用量 (dedx) とその上限値（mdbatima）が書き出されます。
このメモリ使用量が上限値に達すると、それ以降にできた新たな組み合わせに対しては、その阻止能をメモリに格納せず直接計算するため、計算速度が低下する可能性があります。その場合は、[parameters] セクションで mdbatima をより大きい値に設定することにより、計算速度を維持することが可能となります。
ジオメトリエラー情報（カテゴリ I）
ジオメトリエラー発生数に関する情報が書き出されます。Number of lost particles は、未定義領域に入ってしまった粒子の数で、この数が nlost を超えると計算が強制終了されてしまいます。強制終了された場合は、ジオメトリや線源の設定を再確認してください。ただし、まれに桁落ちなど不可避な原因でも発生する
ため、設定に問題がなく lost particle の頻度が非常に低い場合（おおよそ 10,000 ヒストリーに 1 回もしくはそれ以下）は、nlost の値を [parameters] セクションで変更して強制終了を回避してください。Numberof geometry recovering は、何らかの理由により粒子座標と領域番号がずれてしまったが、粒子座標を少しずらすことにより問題を回避できたプロセスの数です。主に桁落ちが原因であり、頻度が高くてもあまり気にする必要はありません。一方、Number of unrecovered errors は、上記問題を回避できなかったエラーの数

4. 入出力ファイルの共通書式

46で、その時点で粒子の追跡を停止してしまうため、頻度が高いと問題となります。
乱数情報（カテゴリ I）
初期乱数 (initial random seed) 及び再開始計算を行うための次の乱数 (next initial random seed) の値が書き出されます。
各プロセスやモデル・ライブラリの計算回数・CPU 時間情報（カテゴリ I）
各プロセスやモデル・ライブラリの計算回数及びそれに要した CPU 時間に関する情報が書き出されます。
各項目の意味は以下の通りです。ただし、icput=0 の場合は total cpu time 以外の計算時間が出力されません。またその場合、transport、set data、other の項目自体が出力されません。[parameters] セクションで

infout=8 とした場合は核反応モデル毎のサマリーが出力され、各入射粒子の反応が何回モデル計算されたか (count) とその計算が成功した回数 (real) 及びその成功率 (%) が書き出されます。
• total cpu time: 総計算時間• transport: 総計算時間から以下の５項目に要した時間を除いた時間• set data: 入力パラメータの読込など粒子輸送計算が開始される前に要した時間• analysis: 全てのプロセスの計算回数・時間（プロセスについては「計算プロセス情報」を参照）• nevap: 蒸発モデルによる計算回数・時間• dexgam: 原子核脱励起モデルによる計算回数・時間• other: その他の計算時間• nreac: 原子・原子核反応モデルによる計算回数・時間• dklos: 粒子崩壊過程の計算回数・時間• hydro: 核子同士散乱過程の計算回数・時間• n-data: 中性子ライブラリによる計算回数・時間• h-data: 陽子・重陽子・α 粒子ライブラリによる計算回数・時間• p-data: 光子の原子データライブラリによる計算回数・時間 (negs=-1 の場合)
• e-data: 電子・陽電子の原子ライブラリによる計算回数・時間 (negs=-1 の場合)
• p-egs5: EGS5 を用いた光子の計算回数・時間• e-egs5: EGS5 を用いた電子・陽電子の計算回数・時間• e-tsmode: 電子飛跡構造解析モードによる計算回数・時間• ion-tsmode: イオン（陽子含む）飛跡構造解析モードによる計算回数・時間• photonucl: 光核反応モデルによる計算回数・時間• photonucl lib: 光核反応ライブラリによる計算回数・時間• mu-reac: ミューオン核反応モデルの計算回数・時間• mu-brem: ミューオンによる制動放射 X 線発生モデルの計算回数・時間

4.8. 標準出力 (phits.out) の書式

47• mu-pprd: ミューオンによる対生成モデルの計算回数・時間• mu-cap: ミューオン捕獲反応モデルの計算回数・時間• elast: 全ての弾性散乱過程の計算回数・時間• ncasc: 核反応モデルによる直接過程・前平衡過程の計算回数・時間• bertini: Bertini モデルによる計算回数・時間• isobar: isobar モデルによる計算回数・時間• JAM: JAM モデルによる計算回数・時間• QMD: JQMD モデル、JQMD-2.0 による計算回数・時間• JAMQMD: JAMQMD モデルによる計算回数・時間• INCL: INCL モデルによる計算回数・時間• INCELF: INC-ELF モデルによる計算回数・時間• frag data: frag data による計算回数・時間• SCINFUL: SCINFUL モードによる計算回数・時間
引用文献情報（カテゴリ I）

PHITS を使った計算結果を発表する際に引用するべき文献の情報が書き出されます。また、INCL モデル、
Kurotama モデル、EGS モードなど外部機関が開発したモデルを使った場合は、それらのオリジナル文献の引用情報も書き出されます。

4. 入出力ファイルの共通書式

48

4.9

タリー出力の書式

各タリーの出力結果は、そのタリーの file パラメータで指定した名前のファイルに書き出されます。また、タリー結果がプロット軸が 2 次元の axis パラメータ (xy, yz, xz, rz, chart) を指定した場合は、fileで指定したファイル名の拡張子の前に err を加えたファイルに統計誤差の結果が出力されます。さらに、各タリーに epsout, vtkout, bmpout パラメータなどが定義されている場合は、file で指定したファイル
名の拡張子を.eps, .vtk, .bmp に変更した画像形式のファイルが出力されます。例えば、file = track.out,

axis = xy, epsout=1 と設定した場合は、“track.out” （タリー結果の数値出力）, “track err.out” （統計誤差の数値出力）, “track.eps” （タリー結果の画像出力）, “track err.out” （統計誤差の画像出力）の 4 ファイ
ルが書き出されます。なお、開発チームが奨励するタリー数値出力ファイルの拡張子は.out ですが、これ以外の拡張子ファイルを指定しても特に問題はありません。
タリー出力ファイルには、まずインプットエコー（入力パラメータを整理した形で書き出したもの）が出力された後、タリー結果が ANGEL で処理できるグラフ表示形式で出力されます。axis で指定した軸以外のパラメータが変化する場合は、複数枚のグラフ表示形式でタリー結果が出力され、各グラフは newpage:というコマンドで区切られます。以下、“recommendation/CosmicRay/track eng.out” と “track.out” を例として、プロット軸が 1 次元及び 2 次元のデータ形式の概要を示します。なお、2 次元データで表示する場合、

xy 平面の場合は z 軸の + 側から見た図、xz 平面の場合は y 軸の + 側から見た図、yz 平面の場合は z 軸の+ 側から見た図となります。
track eng.out（プロット軸が 1 次元（エネルギー）の場合）
1–51 行目（[t-track] から#− − − − − − − − − − − − − − − − −− まで）
最初にインプットエコーが書き出されます。
53 行目（#newpage:）
この行以降に、1 ページ目のグラフに関する情報が出力されることを意味します。

54 行目（# no. = 1 reg =1000001）
ページ番号 (no.) 及びこのページのグラフで固定されたパラメータ（この場合は領域番号）がコメントアウ
ト形式で書き出されます。複数の領域に対する合計値を出力する場合、その領域番号は 1000001、1000002のように 1000000+統合領域番号となります。

56 行目（x: Energy [MeV/n]）
X 軸ラベルが書き出されます。各タリーの x-txt パラメータで指定できます。
57 行目（y: Flux [1/cm2 /(MeV/n)/source]）
Y 軸ラベルが書き出されます。各タリーの y-txt パラメータで指定できます。
58 行目（p: xlog ylog afac(0.8) form(0.9)）
グラフの基本設定に関する ANGEL パラメータが書き出されます。例えば xlog 及び ylog は、X 及び Y
軸がそれぞれ対数表示であることを定義しています。なお、横軸のデフォルトはメッシュタイプが 1,2,4 の場合は線形 (xlin)、3,5 の場合は対数（xlog）になり、縦軸は常に対数です。タリー内に ANGEL パラメータを定義した場合は、そのコマンドがここに書き出されます。各 ANGEL パラメータの意味は、APPENDIXA ANGEL もしくは ANGEL マニュアルをご参照ください。
59 行目（h: n x y(proton ),hh0l n y(neutron ),hh0dr n y(Fe ),hh0ub n）
次行以降に書かれたタリー結果のプロット方法を定義しています。n は読み飛ばし、x は X 軸数値、
y(proton),hh0l などは Y 軸数値を表します。Y 軸数値の括弧内は Legend で、hh0l はグラフの描画方法を定義しています。例えば、hh はヒストグラム、0 はマークなし、l は黒色実線を表しています。
60 行目（# e-lower e-upper proton r.err neutron r.err Fe r.err）
次行以降に書かれたタリー結果の意味を示しています。ただし、#で始まるコメント行のため、ANGEL
では処理されません。基本的には、axis で定義したパラメータ（この場合はエネルギー）メッシュの下限

4.9. タリー出力の書式

49

値・上限値・タリー結果・相対誤差の順番で出力されます。複数の part を指定した場合は、列を追加して各 part のタリー結果・相対誤差が書き出されます。

61–180 行目
タリー結果の数値データが出力されます。行数はメッシュ数で、列数は（2+part で指定した粒子数 ×2）となります。

182 行目（# sum over）
タリー結果の合計値もしくは平均値が出力されます。ただし、この値には誤差が出力されませんのでご注意ください。

184 行目（’no. = 1, reg =1000001’）
ページのタイトルが出力されます。
185–191 行目（msuc: {\huge Track Detection in reg mesh} から e:まで）
図のタイトルや PHITS と ANGEL のバージョンなどが ANGEL パラメータ形式で出力されます。
193–199 行目（# Information for Restart Calculation 以降）
最後に、乱数やヒストリー情報など再開始計算に必要な情報が出力されます。
track.out（プロット軸が 2 次元（x,y）の場合）
1–97 行目（[t-track] から#− − − − − − − − − − − − − − − − −− まで）
最初にインプットエコーが書き出されます。

99 行目（#newpage:）
この行以降に、1 ページ目のグラフに関する情報が出力されることを意味します。
100–103 行目（# no. = 1 ie = 1 iz = 1 part. = all から# mset = 1 まで）
ページ番号 (no.) 及びこのページのグラフで固定されたパラメータがコメントアウト形式で書き出されます。

105 行目（’no. = 1, ie = 1, iz = 1, mset = 1’）
ページのタイトルが出力されます。
106–108 行目（msuc: {\huge Astronaut dose in pSv/source} から msdl: {\it calculated by \PHITS 3.28} まで）
図のタイトルや PHITS と ANGEL のバージョンなどが ANGEL パラメータ形式で出力されます。
110–119 行目（x: x [cm] から p: ymin( -60.00000 ) ymax( 60.00000 ) まで）
2 次元プロットの詳細な設定が ANGEL パラメータ形式で出力されます。例えば、c3, c4 パラメータで定義される cmin, cmax は、表示するデータの最小値・最大値をそれぞれ表しています。また p: zlog はデータを対数表示でプロットすることを意味しており、p:zlin とすれば線形表示となります。
120–121 行目（# ny = 120 nx = 120 から# ( ( data(x,y), x = 1, nx ), y = ny, 1, -1 ) まで）
データのメッシュ数及び格納順番が書き出されます。この例では、データが X 昇順 →Y 降順で 120 個ず
つ並んでいることを示しています。

123 行目（hc: y = 59.50000 to -59.50000 by 1.000000 ; x = -59.50000 to 59.50000 by 1.000000 ;）データをプロットする軸座標が書き出されます。この場合は縦軸に対しては上から下に向かって 59.5 から −59.5 まで 1.0 間隔で、横軸に対しては左から右に向かって −59.5 から 59.5 まで 1.0 間隔でデータが並んでいることを意味します。

124–1563 行目
data(1,ny) data(2,ny) · · · data(nx,ny) data(1,ny-1) data(2,ny-1) data(3,ny-1) · · · data(nx,ny-1) · · · data(1,1)
data(2,1) · · · data(nx,1) の順番で連続してデータが書き出されます。ただし、10 個データを書き出すごとに改行されますので、この例では 120 × 120/10 = 1440 行に渡ってデータが出力されます。エクセルなどの表計算ソフトにコピー＆ペーストできる形式で出力したい場合は、タリー設定で 2d-type=5 としてください。
詳細は 6.7.12 節「2d-type パラメータ」をご参照ください。

1566 行目（# gshow）

50

4. 入出力ファイルの共通書式

2 次元プロットと重ね合わせ表示する幾何学形状に関する情報出力の開始を意味します。gshow=0 の場合は出力されません。
1568–2681 行目
幾何学形状に関する情報が出力されます。
2684–2713 行目（z: xorg(1.03) から p: ymin( -60.00000 ) ymax( 60.00000 ) まで）
グラフ表示に関する様々な設定が出力されます。
2716 行目（newpage:）
新しいグラフページの開始を意味します。ヒストグラムの場合と異なり各 part に対して 1 枚の 2 次元プ
ロットを出力するため、同じ設定でも複数ページの出力となります。この例だと、1 ページ目が part=all、

2 ページ目が part=proton に対するデータで、以下、part=neutron（5333 行目）、part=Fe （7950 行目）と続きます。

10566–10572 行目（# Information for Restart Calculation 以降）
最後に、乱数やヒストリー情報など再開始計算に必要な情報が出力されます。

51

5

各セクションの書式

5.1[ Title ] セクション

このセクションでは、計算のタイトルを定義します。タイトルは、標準出力の先頭に印字されます。書式
は次の様なものです。何行でもかまいません。ただし、このセクションでは空白行は無視されます。

[ T i t l e ]This is a test calculation of PHITS.
Any number of title lines are allowed.
..........

5. 各セクションの書式

52[ Parameters ] セクション

5.2

このセクションでは、PHITS の動作を決定するパラメータを指定します。書式は次の様なものです。

[ P a r a m e t e r s ]para1 = number | file.namepara2 = number | file.name..........

パラメータの順番は自由、省略すれば、デフォルト値が読み込まれます。
以下に各々のパラメータの意味と値を説明します。(D= ) は、デフォルト値です。

5.2.1

計算モード
表 6: icntl パラメータ

パラメータ

値

説明

icntl

(D=0)

基本動作オプション。

= 0
= 1

通常の粒子輸送計算。

= 3
= 5

input echo の書き出し。メモリー空間、ライブラリー、ファイルのチェック用。
全てを真空 (void) 領域とし、粒子の反応や散乱、電離等が起こらない輸送計算を実行する。geometry check や体積・面積計算の際に使用する。

= 6
= 7

ソースのチェック。[t-product] で線源粒子をタリーできる。

= 8
= 9
= 10

xyz メッシュタリーの gshow オプションのあるものの幾何形状表示。
[t-rshow] タリーの実行。
reg メッシュタリーの rshow オプションのあるものの幾何形状表示。

= 11
= 12

[t-3dshow]（3 次元幾何形状表示タリー）の実行。
dumpall ファイルから読み込んで再計算。file(15) で出力ファイルを指定。

= 13
= 14
= 15

タリー結果の統合機能（Sumtally 機能）の利用。

= 16
= 17

分析機能スクリプトの利用。

断面積・カーマファクター出力モード（/phits/sample/icntl1 参照）[t-gshow] タリーの実行。

体積自動計算機能の利用。

[t-wwbg] タリーの実行。
[anatally] セクションの実行。

icntl=1 は、従来、核反応計算モードとして使っていましたが、現在は、断面積や Kerma factor などを出力する目的でのみ利用可能です。詳しくは “/phits/sample/icntl1” フォルダをご参照ください。

icntl=12 を指定すると、dumpall=1 で計算した時にダンプしたデータを基に再計算します。輸送に関しては、最初に計算した全ての情報を再現します。再計算の時には、最初に計算したインプットファイルが必要になります。タリーを除いて同じものを使わないと矛盾が生じます。maxcas, maxbch は、ダンプファ
イルに指定されているものを使いますので変更できません。最初に計算したときと異なるタリーを入れて再計算したいときなど有効です。ただし、dumpall=1 で計算するときは、巨大なデータファイルが作成されることがありますから注意してください。dumpall=1 でダンプする情報は、5.2.25 で解説します。

5.2. [ Parameters ] セクション

53

icntl=13 を指定することにより、Sumtally 機能を利用することができます。この機能の詳細は 6.8 をご覧ください。
icntl=14 を指定することで、[t-volume] による体積自動計算機能を利用することができます。この機能の利用方法は 7.18 をご覧ください。
icntl=15 を指定することで、[ww bias] のパラメータを自動生成する [t-wwbg] が機能します。この機能の利用方法は 7.17 をご覧ください。
分析機能スクリプトを利用する場合は、icntl=16 と指定する必要があります。

5.2.2

ヒストリー数、配列の大きさ

メモリ分散型並列計算では、バッチ単位で並列化しています。このため、入力のバッチ数 maxbch が NPE − 1の整数倍となるように指定してください。ここで、NPE は並列計算で使用する実行 PE(Processing Element)
数です。上記の −1 は、並列計算のコントロールのために 1PE 使うためです。もし整数倍でないときは、

maxbch が整数倍になるように変更し、加えて全ヒストリー数が入力した数と同程度となるように maxcas
を自動で調整します。この自動調整が実行された場合は、出力のインプットエコーの最後にコメントが書き出されます。

timeout を用いることにより、PHITS 計算の打ち切り時間を指定できます。timeout が正の場合に機能します。バッチ終了時の CPU 時間が timeout を超えた場合に、そのバッチで計算を終了します。バッチの途中で timeout を超えた場合は、そのバッチが終了するまで計算が継続します。メモリ分散型並列の場合
は、全ての CPU 時間の和で判定します。ただし、ご使用の計算機によっては CPU 時間が正しく取得できず、timeout を適切に使用できない場合がありますのでご注意ください。
統計誤差計算は、各バッチ間のタリー量の分散の平方根として標準偏差を導出するバッチ分散モードと、各ヒストリー間のタリー量の分散の平方根として標準偏差を導出するヒストリー分散モードがあります。どちらも、次式で標準偏差 σ を計算します。
v
u
u
u
N
u
∑
u
u
t

σ=

(xi wi /w̄)2 − N X̄ 2

i=1

N−1

(1)

ここで N は標本数 (istdev=1 のときは全バッチ数、istdev=2 のときは全ヒストリー数) であり、xi , wi は各
標本のタリー量及びソースウェイト、w̄ はソースウェイトの平均値です。PHITS 内部では σ の絶対値を計算していますが、それをタリー量の平均値 X̄ で割った相対誤差を出力しています。そして、標準誤差 (standard√
error of the mean) は σ/ N により計算できるので、これをタリー量の平均値 X̄ で割った量を相対誤差、

σ(r.err) = √
N X̄

(2)

により求め出力しています。
バッチ分散の場合は、同じ全ヒストリー数でも、maxcas と maxbch の組み合わせによって標準誤差が変化しますのでご注意ください。基本的には、maxbch を大きくした方が計算の信頼性は高くなりますので、正確に統計誤差を計算したい場合は、maxbch を少なくとも 10 以上としてください。ただし、PHITS は、各
バッチ終了時にいろいろな処理をしますので、maxbch を大きくしすぎると計算時間が長くなりますのでご注意ください。一方、ヒストリー分散モードの場合は、標準誤差は全ヒストリー数のみに依存し、maxcasと maxbch の組み合わせには依存しません。したがって、通常の計算では、ヒストリー分散モードを選択す
ることをお薦めします。しかしながら、xyz メッシュタリーを細かく設定する等、メモリを多く使用するタリーを設定している場合には、ヒストリー分散モードでの計算時間が莫大となることがありますのでご注意ください。なお、各ヒストリーの分散を導出するタリー ([t-deposit] タリーの output = deposit や[t-deposit2] など) の場合は、統計誤差として標準誤差を出力しており、istdev の値に関係なく、寄与し54

5. 各セクションの書式

たヒストリー数の平方根から計算します。すなわち、寄与したヒストリー数が K の場合、その相対誤差は√1/ K となります。
統計誤差は、通常、タリー量の右側の r.err の列に出力されます。ただし、axis = xy, rz など 2 次元表示の場合は、各タリーで指定した file パラメータの拡張子の手前に err と付けた別ファイルに出力します。例えば、file=tally.out と指定した場合、統計誤差のファイル名は tally err.out となります。このファイルの書式は通常のタリー出力と同じですので、ANGEL で処理することにより投稿誤差を 2 次元表示で確認することができます。詳細は 4.9 節「タリー出力の書式」をご覧ください。

PHITS で評価しているのは標準誤差なので、必ずしも真値がこの範囲内に収まるわけではないのでご注意ください。平均値を中心として ±1σ の範囲は約 68%の信頼区間を表しており、この範囲に約 68%の確率で計算結果が含まれることを意味します。また、核反応モデルに起因する系統的な不定性は含まれていません。

istdev < 0 とした場合は、再開始計算となります。その場合、統計誤差計算モードは、過去のタリー結果を踏襲します。再開始計算については、3.1 をご覧ください。

31 R. Picard and T. Booth, LA-UR-08-06204.
32 G. Marsaglia, 2003. Xorshift RNGs. Journal of Statistical Software. 8, 14, 1-6.

5.2. [ Parameters ] セクション55

表 7: ヒストリー数、配列の大きさに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

maxcasmaxbch(D=10)(D=10)

1 バッチのヒストリー数。上限は 2147483647。
バッチ数。上限は 2147483647。

maxbnk(D=10000)

コンピュータメモリに一時的に保存できる 2 次粒子の最大数。高エネルギー
粒子入射で大量に二次粒子が発生した場合や、[importance] や [weightwindow] を使って大量に粒子分割が起きた場合に、jbnk = 0, ibnk = 1のような警告が出ることがあります。その際は、この値を大きくすることにより計算が高速化できる可能性があります。ただし、1 粒子あたり約 300 byteのメモリを使用するため、大きくしすぎるとコンピュータがメモリ不足に陥りエラーが発生する可能性がありますのでご注意ください。

maxbnw(D=10000)[weight window] で 粒 子 分 割 抑 制 を 開 始 す る 2 次 粒 子 数 。[weightwindow] の設定に問題がある場合、1 ヒストリーで粒子分割が無限に発生して計算が終わらなくなる可能性があります。これを防ぐために、メモリに保存した粒子数が maxbnw を超えると、粒子分割のタイミングを変更したり許容ウェイト上限値を上げたりして計算時間の短縮を図ります。

xsmemory(D=1.0)

核データライブラリー読込配列の大きさ。通常は変更する必要はありませんが、入力ファイルによっては、この値を変更するように指示される可能性があります。その際は、値を変更するとともに入力ファイルを PHITS 事
務局までお送り下さい。

timeout(D=-1.0)

PHITS 計算の打ち切り時間 (sec)。

istdev(D=0)

新規 / 再開始計算及び統計誤差導出方法のコントロール。

=-2

再開始計算 (ただし、過去のタリー結果が全くない場合は、istdev=2 として新規計算を開始。

=-1

再開始計算 (ただし、過去のタリー結果が全くない場合は、istdev=1 とし=0新規計算。統計誤差は、メモリ共有型並列で italsh=1 の場合はバッチ分て新規計算を開始。
散を、それ以外はヒストリー分散を自動的に選択します。

italsh=1

新規計算。統計誤差は、各バッチ間の分散の平方根として導出。

=2

新規計算。統計誤差は、各ヒストリー間の分散の平方根として導出。

(D = 0)OpenMP（メモリ共有型並列計算）を利用した場合にスレッド間のタリー
変数の共有/非共有を切り替えるオプション。タリー変数を共有すれば、少ない物理メモリでも並列計算が実行できるため、大容量のタリー領域を必要とする並列計算の実行で有用です。一方で、メモリ競合を防止するプロセスのために計算速度が低下する可能性があります。少ないヒストリー数
で計算速度等の確認をした上でお使いください。また、メモリ共有型並列で italsh=1 の場合、タリー変数をスレッド毎に用意しないため、統計誤
差はバッチ分散 (istdev=1) でしか計算できません。

ireschk= 0= 1

タリー変数をスレッド間で共有しない。

(D=0)
=0
=1

再開始計算時のタリーパラメータ一致性確認の有無。

タリー変数をスレッド間で共有する。
読み込むタリー出力の設定が現在のタリー設定と一致しているか確認する。
上記確認を行わない。極めて長いタリー設定をした場合、タリー出力に全ての設定が書き込まれずに、新旧ファイル一致性の確認でエラーが出てしまう場合があります。その場合、ireschk=1 とし、一致性を確認しないモードで再開始計算を実行してください。

5. 各セクションの書式

56

表 8: 乱数に関するパラメータ
パラメータ

値

説明

nrandgen(D=1)=0

擬似乱数生成法オプション。

=1

xorshift64 を使用する。乱数の周期は 264 − 1。詳細は下記文献32 を参照。

(D=0)
irskip>0

乱数をコントロールするオプション。

irskip<0

irskip 回ヒストリーの乱数をスキップして計算を開始 (手動並列用)(D=0.0)rseed=0

初期乱数オプション

rseed,0

rseed を初期乱数とする。nrandgen=0 の時は絶対値の整数値を使用する。

(D=0)
=0

時間依存の初期乱数オプション。

=1

計算の開始時間情報より決まる初期乱数を使用する。

irskiprseed

itimrandbitrseed

線形合同法を使用する。乱数の周期は 246 。詳細は下記文献31 を参照。

irskip 回ヒストリーをスキップして計算を開始 (デバッグ用)

デフォルトの初期乱数 6.647299061401E+12 を使用する。

rseed により決まる値を使用する。
初期乱数のビットデータ（0 か 1 で表される 64 桁の整数列）。デフォルトは6.647299061401E+12 のビットデータ。

5.2. [ Parameters ] セクション

5.2.3

57

計算打切エネルギー、モデル切り替えエネルギー

表 9: 計算打切エネルギーに関するパラメータ (1)
パラメータ

値

説明

emin(i)(D=1.0e-3)(D=1.0e-11)(i=1) 陽子の計算打切エネルギー [MeV]。
(i=2) 中性子の計算打切エネルギー [MeV]。

(D=1.0e-3)(i=3,4,6-10) 正パイオン、中性パイオン、ミューオン、ケイオンの計算
打切エネルギー [MeV]。

(D=1.0)(i=5) 負パイオンの計算打切エネルギー [MeV]。1MeV より小さくした場
合は、エネルギーカットオフの際に負パイオンの吸収反応が起こらなくな
ります。

(D=1.0)(D=1.0e+9)(D=1.0e-3)(i=11) その他の粒子 (ityp=11) の計算打切エネルギー [MeV]。
(i=12,13) 電子 (i=12)、陽電子 (i=13) の計算打切エネルギー [MeV]。
(i=14) 光子の計算打切エネルギー [MeV]。

(D=1.0e-3)(i=15-19) 重陽子 (i=15)、3 重陽子 (i=16)、3 He(i=17)、4 He(i=18)、原子核 (i=19) の計算打切エネルギー [MeV/n]。ここで、MeV/n は核子あたりの MeV。
粒子番号 i は表 4 を参照。

dmax(i)(D=emin(i))(i=1,12,13,15,18) 粒子番号 i の粒子に対するライブラリー（電子・陽電子は原子反応ライブラリー、それ以外は核データライブラリー）を利用する際の上限エネルギー [MeV]（重陽子及び α 粒子に対しては [MeV/n]）。
なお、i=3-11,16,17,19 に対するライブラリーは、現在のところ使用できません。

(D=20.0)(i=2) 中性子に関する核データライブラリーを利用する際の上限エネル
ギー [MeV]。

(D=1.0e+3)(i=14) 光子に関する原子反応ライブラリーを利用する際の上限エネルギー[MeV]。
PHITS のパッケージに含まれているライブラリーは i=1,2,12,13,14 のみなので、これら以外の粒子についてはご自身でライブラリーを用意して使用してください。詳しくは APPENDIX C をご参照ください」

dpnmax(D=0)

光核反応ライブラリーを利用する上限エネルギー [MeV]。なお、dmax(14)は光子の原子反応（コンプトン散乱、光電効果など）に対するライブラ
リー上限エネルギーである点に注意。

lib(i)

dmax(i) や dpnmax を指定した際、最優先で利用される核データライブラ
リーの拡張子。ただし、dmax(2)≤20 の場合は、アドレスファイル（“xsdir”）
で最初に書かれたファイル（“xsdir.jnd” の場合は JENDL-4.0）が優先されます。また、指定された核種に対するライブラリーがない場合、警告メッセージが表示されたうえで、20 MeV 以下の中性子に対しては上記のアドレスファイルにある先頭ライブラリー、それ以外の粒子に対しては核反応モデルが自動的に利用されます。

5. 各セクションの書式

58

表 10: 計算打切エネルギーに関するパラメータ (2)
パラメータ

値

説明
（lib(i) の場合の続き）(D=20h)(i=1) 陽子に対する核データライブラリ。デフォルト (20h) は JENDL-533(D=20c)(i=2) 中性子に対する高エネルギー核データライブラリ。デフォルト (20c)は JENDL-5。dmax(2)≤20 の場合は適用されないことに注意。

(D=20u)(D=20o)(i=14) 光子に対する核データライブラリ。デフォルト (20u) は JENDL-5。
光子の原子反応に対するライブラリではないことに注意。
(i=15) 重陽子に対する核データライブラリ。デフォルト (20o) は JENDL-5(D=20a)(i=18) α 粒子に対する核データライブラリー。デフォルト (20a) は JENDL-5

esmin
esmax

(D=0.001)(D=300000)

電子・陽電子を除く荷電粒子の range 計算の最小エネルギー [MeV/n]。

cmin(i)(D=1.0)

粒子番号 i の粒子の反応計算打切エネルギー [MeV]。
（ただし、i=15-19 の電子・陽電子を除く荷電粒子の range 計算の最大エネルギー [MeV/n]。
場合は [MeV/n]。）cmin(i) 未満のエネルギーで起こる反応や散乱（δ 線生
成も含みます）は無視する。
ただし、中性子、電子・陽電子、光子のデフォルト値は emin(i) です。

etsmin(D=1e-6)

飛跡構造解析を実施する電子（もしくは陽電子）のエネルギーの下限値

etsmax(D=1e-2)[MeV]。
飛跡構造解析を実施する電子（もしくは陽電子）のエネルギーの上限値[MeV]。

tsmax(D=1e-3)

陽子やイオンに対する飛跡構造解析を行う最大エネルギー [MeV/n]。飛跡
構造解析を行わない場合は、ATIMA など通常の阻止能モデルを使って電離エネルギー損失を計算します。各自でコンパイルした PHITS でモデル

KURBUC を使った陽子やイオンに対する飛跡構造解析を行いたい場合は、
10.4 節をご参照ください。

emin, esmin, cmin, etsmin によって各々のエネルギー領域に制限を与える際は、その値未満となります。したがって例えば、emin(1) で陽子の計算打切エネルギーを指定した場合、丁度その値のエネルギー(デフォルトだと 0.001 MeV) をもつ陽子は計算打切とはなりません。一方、dmax, esmax, etsmax の場合
は、その値以下が対象となります。
輸送粒子のエネルギーが emin より低くなると、エネルギーカットオフとなり、輸送計算が打ち切られます。その際、残りの運動エネルギーはその場所に付与され、中性子を除く表 5 の粒子は崩壊します。また、陽電子は対消滅を起こします。

emin(2) や dmax(2) を指定しない場合、これらの値は nucdata オプションによって自動的に調整されます。
例えば、nucdata=0 の場合、emin(2)=dmax(2)=1.0e-3 となります。また、emin(12,13) や dmax(12,13)を指定しない場合、これらの値は negs オプションによって自動的に調整されます。例えば、negs=1 の場
合、emin(12,13)=0.1、dmax(12,13)=1.0e+3 となります。詳細は、表 11 をご覧ください。
粒子のエネルギーを E とした場合に、emin< E <dmax の範囲にあるエネルギーをもつ粒子の反応や散乱がライブラリーにより計算されます。emin>dmax とすれば、ライブラリーを用いた計算をしません。中性
子と光子のライブラリーの上限は、それぞれ 20 MeV と 100 GeV です。また、EGS5 を利用しない場合の電子と陽電子のライブラリーの上限は 10 GeV となります。
33 Iwamoto O, Iwamoto N, Kunieda S, et al. Japanese evaluated nuclear data library version 5: JENDL-5. J Nucl Sci Technol. 2023;60(1):1-

60.

5.2. [ Parameters ] セクション

59

エネルギー E の荷電粒子について物質中の飛程 (range) を計算する際、esmin< E <esmax の範囲でデー
タテーブルを作成して計算します。より小さい、もしくは、より大きなエネルギーを取り扱いたい場合には、esmin や esmax を設定してください。通常はデフォルト値のままで計算を行います。
荷電粒子の計算打ち切りエネルギー emin を esmin よりも小さくすることはできません。その場合、emin
は自動的に esmin の値に修正されます。

[Frag Data] で考慮したい最小の入射エネルギーに応じて、cmin(i) を設定してください。
etsmin は、原理的には 1 meV まで設定可能ですが、計算時間が膨大になりますので、1 eV 程度に設定することをお勧めします。etsmax は、1 keV よりも大きく設定する必要があります。原理的には極めて大
きい値も設定可能ですが計算時間が膨大になりますので、現実的には 100 keV 以下に設定することをお勧めします。飛跡構造解析の場合は、必ず EGS5 モードを用いて emin(12-13) を 1 keV に設定する必要があります。
表 11: 光子・電子・陽電子・中性子の輸送に関するパラメータ
パラメータ

値

説明

negs

(D=-1)

光子・電子・陽電子の輸送に関するオプション。

=-1

PHITS オリジナルモデルを用いて光子のみ輸送する。デフォルト値であるemin(14)=0.001, dmax(14)=1000.0 が使用されるが、これらのパラメータを指定した場合は、それらの値が優先される。

= 0

電子・陽電子・光子の輸送を行わない。emin(14)=dmax(14)=1.0e+9 に自動調
整される。

= 1

EGS5 を 用 い て 光 子・電 子・陽 電 子 を 輸 送 す る 。emin(12,13)=0.1,
emin(14)=0.001, dmax(12-14)=1000.0 に 自 動 調 整 さ れ る が 、こ れ らのパラメータを直接指定した場合は、それらの値が優先される。このオプションを使用する場合は、file(1) もしくは file(20) の設定が必要になる。

= 2

negs=1 と同様だが、電子・陽電子・光子の上限エネルギー dmax(12-14) が1 GeV ではなく 10 TeV（1e+7）に自動調整される。

nucdata(D=1)= 0

中性子に関するライブラリーの使用についてのオプション。
中性子に関するライブラリーを使用しない。emin(2)=dmax(2)=1.0e-3 に自動調整し、中性子の輸送計算をライブラリーを使用せずに実行する。ただし、= 1emin(2) や dmax(2) を直接指定した場合は、それらの値が優先される。
中 性 子 断 面 積 デ ー タ ラ イ ブ ラ リ ー JENDL-4.0 に 合 わ せ た デ フォル ト
値 (emin(2)=1.0e-11, dmax(2)=20.0) を使用する。ただし、emin(2) やdmax(2) を直接指定した場合は、それらの値が優先される。このオプションを使用する場合は、file(1) もしくは file(7) の設定が必要になる。

ieleh

(D=0)
= 0

電子、陽電子の輸送オプション。

= 1

エネルギー e が dmax(12) 以上の場合、ウエイト値 wgt を wgt= e/dmax(12)エネルギー e が dmax(12) 以上の場合、減速や反応を行わない。
に変更し、dmax(12) の値をエネルギーとして輸送計算を実行する。

negs=1,2 以外を設定した上で、輸送させる電子・陽電子のエネルギーが emin(12,13) と dmax(12,13)の範囲に入ると、PHITS オリジナルの電子輸送アルゴリズムが動作します。ただし、このアルゴリズムの利用者非推奨であり、計算精度も保証していないのでご注意ください。

5. 各セクションの書式

60
表 12: モデル切り替えエネルギーに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

ejamnu(D=20.)

核子の核反応モデルに関する Bertini（もしくは JQMD）と JAM への切り替えエネルギー [MeV]。

(D=20.)

パイオンの核反応モデルに関する Bertini と JAM の切り替えエネルギー

eisobar(D=0.0)[MeV]。
isobar=1 の時の isobar モデルの上限エネルギー [MeV]。

isobar(D=0)

isobar モデルのオプション

= 0
= 1

isobar モデルを用いない
isobar モデルを用いる

eqmdnu(D=20.)

核子の核反応モデルに関する Bertini と JQMD の切り替えエネルギー [MeV]。

eqmdminejamqmd(D=10.)(D=3000.)

JQMD 適用の下限エネルギー [MeV/n]。
原子核の核反応モデルに関する JQMD と JAMQMD の切り替えエネルギー[MeV/n]。

inclg

(D=1)

核子、パイオン、軽イオン (d, t,3 He,α) の核反応モデルとして INCL を適用

ejampiする場合のオプション。

=0

INCL を使用しない。核子の反応については、ejamnu と eqmdnu の値に応じて、JAM、JQMD、Bertini のモデルが適用される。パイオンの反応については、ejampi の値に応じて、JAM か Bertini が適用される。軽イオンの反応については JQMD が適用される。

=1=2核子、パイオン、軽イオンが関与する核反応で INCL を使用する。

einclmineinclmax(D=1.0)(D=3000.0)

INCL が適用される下限のエネルギー [MeV/n]。
INCL が適用される上限のエネルギー [MeV/n]。

incelf(D=0)

核子が関与する核反応モデルとして INC-ELF を使用する。

=0=1

INC-ELF を使用しない。
INC-ELF を使用する。

eielfmineielfmax(D=1.0)(D=3500.)

INC-ELF が適用される下限のエネルギー [MeV]。
INC-ELF が適用される上限のエネルギー [MeV]。

irqmd

(D=0)

核反応モデルとして JQMD か JQMD-2.0 を使用する。

=0=1

JQMD を使用する。
JQMD-2.0 を使用する。

核子とパイオンが関与する核反応で INCL を使用する。

d, t, α 原子核を輸送している場合、eqmdmin 以下のエネルギーでは JQMD による原子核反応をさせません。低エネルギーでの JQMD の適用には限界がありますし、通常の物質中ですと低エネルギーでは飛程が短いので核反応を考慮しなくても影響は小さいです。
高エネルギーの原子核反応は、デフォルトで 3.0 GeV/n で、JQMD から JAMQMD モデルへと切り替わります。この切り替えエネルギーを ejamqmd で変えられます。核子入射反応でも、eqmdnu, ejamnu, とこの

ejamqmd の値を調整すれば、JAMQMD モデルで計算することも可能です。
INCL (Intra-Nuclear Cascade of Liège) は、核子、パイオン、軽イオン入射反応を記述する核反応モデルです。バージョン 2.50 から、明示的にモデルの選択を行わない場合、これらの入射粒子の反応に対しては基本的にこのモデルが使用されるようになりました。もし、本モデルを用いて得られた結果を発表する場合
は、必ず下記文献34 を引用してください。
34 A. Boudard, J. Cugnon, J.-C. David, S. Leray, and D. Mancusi, Phys. Rev C87, 014606 (2013).

5.2. [ Parameters ] セクション

61

INC-ELF (Intra-Nuclear Cascade with Emission of Light Fragment) は軽イオン生成機構をもつ核反応モデルです。核子 (陽子、中性子) が入射反応の時に使用できます。本モデルを用いて得られた結果を発表する際は、必ず下記文献35 を引用するようにしてください。

JQMD, JQMD-2.0 は核反応を記述するモデルで、特に重イオン入射反応を記述するのに優れています。
バージョン 2.70 以降は、それまで使われていた JQMD に加えて、JQMD-2.0 も選択できるようになりました。JQMD-2.0 36 は JQMD を改良し、反応の記述をより合理的にしたモデルで、周辺衝突反応の扱いが特に改善されています。ただし核反応の計算にかかる時間が 2 倍程度長くなります。
 0H9HPLQ 

FPLQ 

Neutron0H9*H9GPD[ LHLQFOPD[

Nuclear data

INCL (inclg=1) 0H9

0H9 FPLQ *H9

HPLQ 

HLQFOPLQHLQFOPD[

ProtonINCL (inclg=1) 0H9Q
HPLQ L0H9Q FPLQ L

*H9Q

HLQFOPLQHLQFOPD[d, t, 3He, Į 0H9Q
HPLQ LINCL (inclg=1)
0H9Q FPLQ L

*H9Q

HTPGPLQ

HMDPTPG

Nucleus

JQMD

JAM

JAM

JAMQMDJAMQMD

図 7: 核反応モデルの切り替えエネルギー

表 13: モデル切り替えエネルギーに関するパラメータ 2
パラメータ

値

説明

iscinful(D=0)

0.1–150 MeV の中性子と炭素の核反応計算に SCINFUL-QMD のデータベースを適用する SCINFUL モードのオプション。

=0=1

SCINFUL-QMD のデータベースを使用しない（核反応モデルを使う）。
SCINFUL-QMD のデータベースを使う。この場合 [data max] セクションで炭素のライブラリー上限エネルギーを 0.1 MeV に設定する必要があります。
詳しくは utility\usrtally\scinful-qmd をご参照ください。

kerma

(D=0)
=0

Kerma 計算に関するオプション。
このオプションを使用しない。

=1

中性子や陽子の核データを用いた計算において、陽子以外の荷電粒子の生成を無視します。

epseudo(D=10.0)

荷電粒子核データライブラリーを使う際、ステップ幅中での最大断面積を与えるエネルギーを指定するパラメータ。このエネルギーを小さくすると、低エネルギー核反応の計算精度が多少上がりますが、計算時間が飛躍的に長く
なります。

tsxcl

(D=1)
=0

飛跡構造解析モード時の核反応計算に関するオプション。
飛跡構造解析モードで輸送される粒子の核反応を無視する。なお、KURBUCが使われているときはこれと関係なく、核反応は無視される。

=1

核反応を無視しない。

35 Y. Sawada, Y. Uozumi, S. Nogamine, T. Yamada, Y. Iwamoto, T. Sato, and K. Niita, Nucl. Instr. & Meth. B 291, 38-44 (2012).
36 T. Ogawa, T. Sato, S. Hashimoto, D. Satoh, S. Tsuda, and K. Niita, Phys. Rev C92, 024614 (2015).

5. 各セクションの書式

62

5.2.4

時間カット、ウエイトカット、ウエイトウインドウ
表 14: 時間カット、ウエイトカット、ウエイトウインドウに関するパラメータ

パラメータ

値

tmax(i)(D=1.e+9)説明
粒子番号 i(i=1-20) の粒子の計算打切時間 [nsec]。粒子番号は表 4 を参照。

wc1(i)
wc2(i)(D=-0.5)(D=wc1/2)

i-th 粒子の minimum weighti-th 粒子の cutoﬀ weightswtm(i)(D=1.0)i-th 粒子の minimum source weight

wupn

(D=5)

ウェイトウィンドウの上限値= [Weight Window] セクションで指定した下限値 × wupn. (wupn ≥ 2)
wsurvn(0.6*wupn)

サバイバルウエイト値 (1 < wsurvn < wupn)

mxspln(D=5)

スプリット数の最大値、サバイバルの最大倍数 (mxspln > 1)

mwhere(D=0)

ウエイトウインドウのアクションの場所

iwwbias

(D=0)
= 0
= 1

nfcseg(D=50)-1: 核反応時、0: 両方、1: 境界横断時[ww bias] に関するオプション。
[ww bias] の値を用いない。
[ww bias] で与えたバイアスの値の逆数が [weight window] で指定したウエイトの下限値にかかる。
荷電粒子に対して forced collision を適用する際の対象領域分割数。この値を小さくすると計算時間が短くなりますが、厚いターゲットの場合は、ターゲット内での詳細なエネルギー変化を考慮できなくなるため計算精度が落ちる可能性があります。

istdcut(D=0)

個別タリー打ち切り機能の切り替え。

= 0

統計誤差が stdcut 以下になっても計算終了時まで全てのタリー計算を続行します。なお，istdcut でタリーを打ち切った後に再開始計算を行うと，乱数の重複が起きてしまう可能性があります。再開始計算を行う場合は，前回のシミュレーションで最後まで実行されたタリーをインプットファイ
ルの最初に書くようにしてください。

= 1
istdbat(D=0)

統計誤差が stdcut 以下になったタリーから計算を打ち切ります。
計算初期に stdcut を無効にするパラメータ。バッチ番号が istdbat 以下の場合，stdcut による計算打ち切りを行いません。OpenMP を利用した
場合，バッチ分散から統計誤差を推定するため (istdev = 1)，計算初期に統計誤差が不安定になります。そのような場合は，誤差が安定してくる
バッチ数を istdbat に指定してください。

時間のカットオフは粒子毎に tmax(i)= で指定します。単位は nsec です。カットオフ時間を上回った粒子は輸送を終了し、殺されます。高エネルギーの場合ほとんど意味がありませんが、低エネルギーの輸送で利用できます。
ウエイトカットオフは、インポータンス、強制衝突、implicit capture、ウエイトウインドウを利用し、粒子のウエイトが変化する場合に、指定のウエイトカットオフ値になった粒子にロシアンルーレットを施すものです。ウエイトウインドウを指定した粒子については作用しません。
粒子のウエイトが、WC2 とソースの発生場所のインポータンスと現在のインポータンスの比 R の積、WC2 × R より小さくなった時、現在の粒子ウエイト WGT の関数、WGT/(WC1 × R) の確率で存続させ、その時粒子のウエイトを WGT = WC1 × R とします。それ以外は、その粒子を殺します。WC1, WC2 の入力

5.2. [ Parameters ] セクション63が負の数で与えられた場合は、|WC1| × S WT M また、|WC2| × S WT M が WC1, WC2 として設定されます。
インポータンスが指定されていない粒子や、領域は、インポータンスは全て 1 にセットされます。
ウエイトウインドウのパラメータについては、通常はデフォルト値で省略できます。

iwwbias=1 とした場合、input echo の [weight window] には [ww bias] で定義した値を考慮した結果が書き出され、[ww bias] には off が付きます。もし、[ww bias] が定義されていない場合は、input echo
において全ての値が 1 となった [ww bias] が書き出されます。

5. 各セクションの書式

64

5.2.5

阻止能モデル

表 15: 阻止能モデルに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

ndedx

(D=3)

電子・陽電子を除く荷電粒子の dE/dx オプション

= 0
= 1

重イオンは SPAR37 、他は NMTC オリジナル

= 2
= 3

重イオン、陽子、パイオン、ミューオンは SPAR、他は NMTC オリジナル

mdbatima(D=500)ATIMA 用データベースの最大値

dbcutoff(D=0.0)ATIMA 用データベース作成の下限エネルギー (MeV/n)

ih2o(D=-1)< 0

ATIMA の時の水 (H2O のみ) の Ionization Potential オプション
デフォルト値、75 eV> 0

水の Ionization Potential (eV)

(D=0)
= 0

ATIMA で阻止能を計算するときの電荷数
有効電荷。高エネルギーの場合は完全電離（フルストリップ），エネルギーがifixchg

重イオン、陽子は ATIMA38 、他は NMTC オリジナル
全ての荷電粒子に対して ATIMA を利用する

低くなると経験式に従って徐々に電荷が下がる。

= 1

固定値。基本的には完全電離を仮定するが，izst パラメータで線源粒子の電荷を指定した場合，核反応が起きるまではその値となる。実際は物質中ですぐに電子がはぎ取られて完全電離状態となるが，その過程は模擬できないため，薄膜やガス中での計算を想定。

irlet

(D=1)

δ 線生成機能を使ったときの荷電粒子の dE/dx 計算手法。

= 0

従来手法（実際に生成した δ 線のエネルギーを非制限阻止能から差し引く方
法）。

= 1

制限付阻止能。

ndedx は、バージョン 2.00 以前は ndedx=0 を、それより後からバージョン 2.85 までは ndedx=2 をデフォルトとしておりましたので、注意してください。
バージョン 2.85 より、阻止能計算モデル ATIMA のアルゴリズムを改良し、高速化しました。従来のアルゴリズムでは、輸送計算の途中で新たな粒子が発生したり、別の物質に到達したりする度に、毎回 ATIMAによる阻止能計算を実行し、粒子の飛程を求めていました。そこで、計算された粒子・物質の組みに対する情報をデータベースとして記憶しておき、次回の同じ組の呼び出しではデータベースを参照することで、計算負荷の高い ATIMA の呼び出し回数を減らすように変更しました。この改良により、精度の高い ATIMAを用いた PHITS シミュレーションが、SPAR を用いた場合とほぼ同程度の計算時間で実行できるようになりました。
バージョン 2.97 より、Np から Bk(93 ≤ Z ≤ 97) の元素を含む物質についても、ndedx=3 を使用できるよ
うになりました39 。その際、核的阻止能の計算に必要となるイオン化ポテンシャルおよび密度補正のパラメータを文献40 より追加し、電子的阻止能の計算は SPAR で代用しました。

37 T.M. Armstrong and K.C. Chandler, ORNL Report, ORNL-4869 (1973).
38 ATIMA モデルについては、次のウェブサイトをご覧ください。https://web-docs.gsi.de/˜weick/atima/

39 バージョン 2.96 以前では、U より大きな核種を含む物質を扱う場合、ATIMA は使用できません。その際は ndedx=2 としてください。
40 R.M.Sternheimer, Atomic data and nuclear data tables, 30, 261-271 (1984) の表 1。

5.2. [ Parameters ] セクション

5.2.6

65

弾性散乱や全断面積、反応断面積モデル

表 16: 弾性散乱や全断面積、反応断面積モデルに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

ielas

(D=2)

弾性散乱オプション= 0= 1

弾性散乱を考慮しない= 2

中性子と陽子の弾性散乱を考慮する

ielms(D=100)弾性散乱角度分布分点数

icxnp

(D=1)
=0

1 GeV 以下の中性子・水素散乱断面積オプション。
JAM オリジナル断面積。

=1

JENDL/HE-2007 に格納された値。

(D=0)

核子・原子核間の反応断面積、弾性散乱、全断面積オプション

= 0
= 1
= 2

Pearlstein-Niita の式
KUROTAMA モデル
Sato の式

(D=2)
= 0
= 1

原子核・原子核反応の反応断面積オプション= 2

KUROTAMA モデル

(D=0)
= 0

重陽子の反応断面積オプション= 1

MWO の式(D=1)= 0

パイオンの反応断面積オプション= 1

Hashimoto の式

icxsni

icrhi

icrdm

icxspi

中性子の弾性散乱を考慮する

Shen の式NASA の式

icrhi と同じ幾何学的な断面積

KUROTAMA モデルは、幅広いエネルギー範囲において様々な原子核間同士の反応断面積を再現する最新のモデルです。詳細はこの文献41 をご覧ください。また、本モデルを使用して得られた結果を使用して論文発表等を行う場合は、必ず該当文献をご引用ください。
オリジナルの NASA の式42 は、軽イオンに対して低エネルギー補正項 Xm が導入されていますが、PHITS
では Xm = 1 として計算しています。

MWO の式は、重陽子の全反応断面積を精度良く記述するモデルです。主に、入射エネルギーが 1 GeV 以
下の領域および標的核が炭素以上の大きさをもつ場合に、高い信頼性をもちます。詳細は文献43 をご覧ください。また、本モデルを使用して得られた結果を使用して論文発表等を行う場合は、必ず該当文献をご引用ください。
バージョン 2.86 より、Hashimoto の式がパイオンの全反応断面積のモデルとしてデフォルトで使用されます。この式は、従来の幾何学的な断面積と比べて、入射エネルギー依存性を考慮しており、デルタ共鳴によるピーク構造を再現します。

41 K. Iida, A. Kohama, and K. Oyamatsu, J. Phys. Soc. Japan 76, 044201 (2007), and L. Sihver et al., Nucl. Instr. & Meth. B 334, 34-39(2014).
42 R.K. Tripathi, F.A. Cucinotta, and J.W. Wilson, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 155 (1999) 349-356
43 K. Minomo, K. Washiyama, and K. Ogata, J. Nucl. Sci. Technol. 54, 127-130 (2017).

5. 各セクションの書式

66

5.2.7

崩壊や脱励起過程モデル

表 17: 崩壊や脱励起過程モデルに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

nevap

(D=3)

蒸発モデルのオプション

= 0
= 3

蒸発モデルを用いない(D=1)

GEM モデルのオプション。

= 0
= 1

デフォルトバージョン (Ver.1) を使う。

= 2

Ver.2 を使う（核子放出・ガンマ線放出の競合、殻補正に KTUY のデータ44 を
使う）。

(D=1)

核分裂反応モデルのオプション。

= 0
= 1
= 2

デフォルトバージョン (Ver.1) を使う。

ngem

ifission

GEM モデルを用いる

Ver.1 を使う。

Ver.1 を使う。
統計崩壊開始時に原子番号が 89 未満の核は、Ver.1 に代わって Iwamoto モ
デル45 を使用する。

igamma

ismm

(D=2)

残留核の γ 崩壊オプション。

= 0
= 1
= 2

γ 崩壊を考慮しない。
γ 崩壊を考慮する。
γ 崩壊を EBITEM モデルを用いて考慮する。

= 3

γ 崩壊とアイソマー生成を EBITEM モデルを用いて考慮する。
バージョン 2.73 以前では、1-3 の場合に file(14)=trxcrd.dat を [parameters] セクションで設定する必要があります。

=-1,-2,-3

1,2,3 と同様ですが励起核の運動に起因するドップラー効果を無視します。

(D=0)

統計マルチフラグメンテーションモデル (SMM) のオプション。

= 0
= 1

統計マルチフラグメンテーションモデルを用いない。
統計マルチフラグメンテーションモデルを用いる。JQMD の場合、JQMDから GEM への切り替え時間がデフォルトの 150 fm/c から 75 fm/c に変わります。

EBITEM モデルを用いてアイソマー生成を考慮すると、[t-yield] において axis=chart, dchain とした場合に、生成されたアイソマーの情報が出力されます。本モデルに関する詳細は文献46 をご覧ください。
igamma<0 は反応の物理過程を歪めるため、必要な場合（ガンマ線放出の準位構造を調べるなど）以外は使わないでください。
統計マルチフラグメンテーションモデルは、鉛や水銀などの重い核、または 100 MeV/n 前後での核反応
で核種生成の再現性を向上させます。ただし核反応の計算にかかる時間が場合によっては数倍長くなります。本モデルに関する詳細は文献47 48 をご覧ください。

44 H. Koura, T. Tachibana, M. Uno, and M. Yamada, RIKEN Accel. Prog. Rep. 36 (2003) 9: H. Koura, TOURS Symposium on Nuclear
Physics V, AIP Proceedings 704 (2004) 60.
45 Hiroki Iwamoto, and Shin-ichiro Meigo, Journal of Nuclear Science and Technology, 56 (2019) 160-171.
46 T. Ogawa, S. Hashimoto, T. Sato, and K. Niita, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 325 (2014) 35-42.
47 T. Ogawa, T. Sato, S. Hashimoto, and K. Niita, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 723 (2013) 36-46.
48 J.P. Bondorf, A.S. Botvina, A.S. Iljinov, I.N. Mishustin, and K. Sneppen, Physics Reports 257 (1995) 133-221.

5.2. [ Parameters ] セクション

5.2.8

67

イベントジェネレーターとカーマ近似

表 18: イベントジェネレーターとカーマ近似に関するパラメータ
パラメータ

値

説明

e-mode(D=0)

Event generator mode に関するオプション。

= 0
= 1

単純サンプリングモード (イベントジェネレータモ―ド無効)。

= 2

Event generator mode Ver. 2 (Ver.1 ＋荷電粒子生成量高精度化＋中性子エネルギー分布の高精度化).
e-mode,0 で高エネルギー核データライブラリー49 を利用した場合、全反応断面

Event generator mode Ver. 1. (単純サンプリング + 蒸発モデル).

積のみライブラリーから読み込み、2 次粒子の情報は核反応モデルにより決定します。ただし、その場合でも、20MeV 以下の中性子に対しては Event generator

mode Ver. 1 もしくは 2 が利用されます。
ikerman(D=0)[t-deposit] で付与エネルギーを計算する際、中性子に対してカーマ近似の使用の有無を決めるオプション。

=0

自動調整。イベントジェネレータモードを使用すると (e-mode≥1)、中性子反応
により放出される荷電粒子を明示的に計算するため、カーマ近似は利用しなくなります。

ikermap=1

常にカーマ近似を利用しない。

(D=0)[t-deposit] で付与エネルギーを計算する際、光子に対してカーマ近似の使用の有無を決めるオプション。

=0

自動調整。EGS5 モードを使用すると (negs=1,2)、2 次電子を明示的に計算するため、カーマ近似は利用しなくなります。また、EGS5 モードを利用しない場
合でも、電子のカットオフエネルギー emin(12) 及び emin(13) を 10 MeV 以下に設定すると利用しなくなります。

=1

常にカーマ近似を利用しない（電子による付与エネルギーを計算する）。

イベントジェネレータモードは、20 MeV 以下の中性子による検出器波高、残留核の反跳、微細線量など、イベントごとの量を計算する場合必要な機能です。単純サンプリングモード (e-mode=0) は核データの二次中性子エネルギー分布を正確に再現しますが、 エネルギー・運動量保存則は満たしません。e-mode オプ
ションの詳細は 5.2.26 をご覧ください。

49 荷電粒子や光核反応ライブラリーを含む。

5. 各セクションの書式

68

5.2.9

Adjoint（時間逆行）モード

表 19: Adjoint mode のパラメータ
パラメータ

値

説明

iadjoint

(D=0)
= 0
= 1

Adjoint mode の輸送オプション。
Adjoint mode を用いない（通常の輸送計算）。
光子に対する Adjoint モードを用いる（“/phits/utility/adjoint/adjoint” 参照）。

= 2

荷電粒子に対する Adjoint モードを用いる（“/phits/utility/adjoint/charged” 参照）。

Adjoint モードとは、時間を逆行させて粒子を追跡する計算手法を表します。通常の計算では、線源領域に比べてタリー領域が小さい場合に統計が溜まりにくくなりますが、Adjoint モードを使って線源とタリー
領域を入れ替えることにより、効率的なシミュレーションが可能となります。また、タリーしたい粒子が決まっている場合に、その粒子が主にどこから飛来してきたのか推定する際にも有用となります。PHITS には、光子 (3 MeV 以下) 及び荷電粒子 (電子・陽電子を除く) に対する Adjoint モードが組み込まれており、それぞれ iadjoint=1 及び 2 として実行します。
光子に対する adjoint モード（iadjoint=1）は、専用タリー [t-adjoint] と組み合わせて実行します。
このモードでは、光子は物資と逆反応し、その反応は 3.0 MeV 以下のエネルギー領域で連続的にモデル化されています。このモードを使用する場合は、以下の 3 つのパラメータを定義する必要があります。

dmax(14) = 3.0
negs = -1
file(7) = file(1)/data/xsdir.adj[t-adjoint] では、通常計算で線源となるべき領域を指定し、その e-type メッシュの最小と最大のエネ
ルギー値は [Source] セクションで定義するエネルギー分布の最小値と最大値と一致するようにしてください。[t-adjoint] の e-smin と e-smax パラメータは、実際の光子線源の最小と最大エネルギーを定義する
ことになります。詳細は下記の文献50 を参照してください。
荷電粒子に対する adjoint モード（iadjoint=2）は、[t-track] や [t-cross] と組み合わせて実行します。このモードでは、荷電粒子は物質内で阻止能に応じてエネルギーを増やしながら進みます。エネルギー範囲などの制限はありませんが、核反応は考慮できない点にご注意ください。荷電粒子のステップ幅が大き
いと誤差が大きくなるので、deltm を小さい値（おおよそ 0.01 以下）に設定し、その値を変更しても結果が大きく変わらないことを確認してからご使用ください。

50 A. Malins et al., “Continuous energy adjoint transport for photons in PHITS ” EPJ Web Conf., 153, 06001 (2017). DOI: 10.1051/epj-

conf/201715306001

5.2. [ Parameters ] セクション69

5.2.10 核反応モデルオプション

表 20: 核反応モデルオプションに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

inmed

(D=1)

Bertini モデルの核子核子断面積オプション

= 0
= 1

free (nmtclk25.dat)
Cugnon old (nmtclk95.dat)= 2

Cugnon new (nmtclk30.dat)

(D=0)
= 0

Bertini モデルの ∆ 角分布オプション
50%等方、50%前方

= 1
= 2

全て等方分布

(D=0)

中性子入射核分裂反応のオプション

= 0
= 1

中性子の核データを使用する(D=0)

DWBA スペクトルのオプション

= 0
= 1

DWBA 計算で求めた離散スペクトルを考慮しない
DWBA 計算で求めた離散スペクトルを考慮する(D=0)

計算打切エネルギーに達した負パイオンの崩壊の取り扱い

= 0
= 1

吸収反応を強制的に考慮する

andit

iidfs

idwba

npidk

全て前方分布

文献値に基づき中性子多重度 ν とエネルギー分布を再現する

崩壊させる

inmed オプションは、inmed=1 の inmedium 断面積がデフォルトになっています。
iidfs=1 を指定した場合、下に示す 18 核種の核分裂で放出される中性子の多重度 ν とエネルギー分布を文献51 にあるデータに基づき再現します。
U-238, Pu-238, Pu-240, Pu-242, Cm-242, Cm-244, Cf-252, Th-232, U-232, U-233, U-234, U-235, U-236, Np237, Pu-239, Pu-241, Am-241, Bk-249.
idwba は、特定の標的原子核における陽子、重陽子入射反応を対象として、放出中性子や陽子のエネル
ギースペクトルに、DWBA（歪曲波ボルン近似）によって計算した離散スペクトルを追加するオプション
です。具体的には、以下の入射エネルギーと反応が対象となります。

30–400 MeV における 7 Li(p, n)7 Be 反応
10–50 MeV における 9 Be(p, n)9 B 反応
10–50 MeV における 6,7 Li(d, n)7,8 Be および 6,7 Li(d, p)7,8 Li 反応
5–25 MeV における 9 Be(d, n)10 B および 9 Be(d, p)10 Be 反応
10–50 MeV における 12,13 C(d, n)13,14 N および 12,13 C(d, p)13,14 C 反応
崩壊チャンネルを持つ粒子が、計算打切エネルギーに達した時には、全て崩壊させます。その中で負パイオンについては、npidk=0 としていると、まず強制的に核反応を試み吸収させます。それでも吸収されなかった場合は、やはり崩壊させます。

51 J. M. Verbeke, C. Hagmnn, and D. Wright, “Simulation of Neutron and Gamma Ray Emission from Fission and Photofission”, UCRL-

AR-228518 (2014).

5. 各セクションの書式

70

5.2.11 低エネルギー中性子に関するオプション
以下のパラメータは、20 MeV 以下の中性子の計算に用います。
表 21: 低エネルギー中性子に関するパラメータ
パラメータ

値

説明

emcnf

(D=0.0)

中性子捕獲のしきい値 (MeV)
これ以上で implicit capture、以下で analog capture

dnb

nonu

(D=-1)

核分裂からの delayed neutron 数

=-1
= 0

natural sampling
no delayed neutron> 0

neutron number

(D=1)
=0

通常の fission として取り扱う

fission を起こさない。単なる中性子捕獲反応として扱う。
光子が生成される。

isaba

isans

(D=0)
= 0

S (α, β) に関するオプション。
このオプションを使用しない。

= 1

S (α, β) を使用した計算においてデータの内挿を行う。

(D=0)

微少角中性子散乱（small angle neutron scattering, SANS）モデルの使用の有無に関するオプション。

= 0
= 1

SANS モデルを使わない。
SANS モデルを使う。この場合、SANS モデルに対応した熱中性子散乱則ラ
イブラリーが必要となります。

nonu=0 とすることで、計算体系内に設定された核分裂性核種に、輸送中の中性子が核分裂反応を誘起した際、2 次中性子による中性子増倍効果を発現させず、即ち、中性子を発生させずに、単に中性子捕獲反応として輸送計算を継続することができます。用途としては、臨界解析コード等により別途評価した同体系における中性子実効増倍率を加味した中性子線源等を用いて、実質的な中性子透過問題の評価が行えます。
これは、MCNP コードにおける NONU カード相当に相当します。

isaba=1 は、薄膜等の散乱回数が少ない場合を計算する際に指定してください。

5.2. [ Parameters ] セクション

5.2.12 光子・電子輸送の PHITS オリジナルモデル
以下のパラメータは、negs, 1, 2 のときのみ有効となります。
表 22: 光子・電子輸送オリジナルモデルに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

emcpf

(D=100)photon の詳細モデルの上限 (MeV)

nocoh

(D=0)
= 0

photon の coherent scattering のオプション
coherent scattering を起こす

= 1

coherent scattering を起こさない

(D=0)
= 0

brems. の角分布のオプション
full brems. tabular angular distribution= 1

simple brems. angular distribution approximation

(D=1)
= 0

brems. photon のオプション
brems. photon を生成しない> 0

analog brems. photon 数

(D=1)
= 0

x-ray photon のオプション
x-ray photon を生成しない> 0

analog x-ray photon 数(D=0)

brems. process のオプション

= 0
> 0

nominal brems. production
produce brems. on each substep

ibad

bnum

xnum

numb

71

5. 各セクションの書式

72

5.2.13

EGS5 用パラメータ

表 23: EGS5 用パラメータ 1
パラメータ

値

説明

ipegs

(D=0)

PEGS5（EGS5 用断面積生成プログラム）コントロールオプション。
pegs5.inp をユーザー自身で変更したいときに使用します。なお、ipegs が1 以上の場合、iegsout は自動的に 1 となり PEGS5 関連ファイルを残す
ようにします。（ただし、iegsout = 2 としている場合は変更しません。）
また、negs, 1, 2 のときは無効となります。

imsegs= -1

PEGS5.inp の作成○、PEGS5 の実行○、PHITS の実行×

= 0
= 1

PEGS5.inp の作成○、PEGS5 の実行○、PHITS の実行○
PEGS5.inp の作成×、PEGS5 の実行○、PHITS の実行○

= 2

PEGS5.inp の作成×、PEGS5 の実行×、PHITS の実行○

(D=1)
= 0

多重散乱（Multiple Scattering）の扱いに関するオプション。

EGS5 オリジナル手法。ソース発生直後のみ starting scattering strength を使って多重散乱を詳細に模擬し、その後は、maximum scattering strength を
使用する。

= 1

PHITS-EGS5 独自の手法。物質が変わるたびに starting scattering strength を使用して多重散乱を詳細に模擬する。これにより、多少計算時間が長くなる
が、chard パラメータを変更することなく薄膜による散乱をある程度正確に模擬できるようになる。

iegsout(D=0)= 0

EGS5 用出力ファイルオプション
EGS5 用の出力ファイルを残さない。ただし、計算を途中で打ち切った
場合は、ファイルが残る場合があります。

= 1
= 2

再読込するファイル（pegs5.inp, pegs5.dat, pegs5.msfit）のみ残す
全て残す。各ファイルに出力される情報の詳細は、EGS5 のマニュアル52 をご参照ください。

PEGS は EGS5 を使用する前に動作させる Fortran のサブプログラムです。EGS5 の計算で必要となる物
質毎の断面積データを生成します。

negs=1,2 の場合、電子・陽電子・光子の輸送エネルギー下限に対するデフォルト値が emin(12,13)=0.1,
emin(14)=0.001 となります。上限は、negs=1 の場合 dmax(12-14)=1000.0 (1 GeV)、negs=2 の場合 dmax(12-14)=1e+7(10 TeV) となります。ただし、これらの値を [parameters] セクションで直接指定した場合は、指定した値が優先されます。また、多くの EGS5 用パラメータのデフォルト値がオリジナル EGS5 の値と異なっている
ことにご注意ください。
バージョン 2.76 より EGS5 を使用している場合でも光核反応を考慮することができるようになりました。

ipnint=1 とした場合は、以前のバージョンと結果が変わりますのでご注意ください。

52 H. Hirayama et al., SLAC-R-730 (2005) and KEK Report 2005-8 (2005).

5.2. [ Parameters ] セクション73

表 24: EGS5 用パラメータ 2
パラメータ

値

説明

iegsrand(D=-1)< 0

EGS5 で使う乱数初期値。0 以上を指定した場合、EGS5 用の乱数を使う
ため、MPI 並列計算や再開始計算ができなくなることにご注意ください。
EGS5 用の乱数は使わない（PHITS で使う乱数をそのまま利用する）

= 0
> 0

EGS5 のデフォルト乱数初期値（314159265）を使う
指定した値を EGS5 乱数初期値として使う(D=1)

K 及び L 殻特性 X 線に関するオプション

= 0
= 1

K 及び L 殻特性 X 線を扱わない
K 及び L 殻特性 X 線を扱う

(D=1)

K 及び L 殻オージェ電子に関するオプション

= 0
= 1

K 及び L 殻オージェ電子を扱わない
K 及び L 殻オージェ電子を扱う(D=1)

レイリー散乱（Rayleigh scattering）に関するオプション

= 0
= 1

レイリー散乱を扱わない(D=0)

光子散乱での直線偏光（linearly polarized photon scattering）に関する

iedgfliaugeriraylrlpolar

レイリー散乱を扱う
オプション（未対応）

iunrst= 0

直線偏光を扱わない= 1

直線偏光を扱う(D=0)

PEGS5 による阻止能出力オプション。ただし、計算結果が変わってしまう
ので、0 以外の値を指定する場合は ipegs=-1 として PEGS5 のみ実行する
こと。

chard

= 1
= 2

unrestricted collision only
unrestricted collision and radiative

= 3
= 4

unrestricted collision, restricted radiative
restricted collision, unrestricted radiative

= 5
= 6
= 7

unrestricted radiative only
restricted radiative only
restricted collision only

(D=0.1)

EGS5 のステップサイズをコントロールするパラメータ。imsegs=0 として薄膜のある体系を計算する場合、その薄膜の厚さ程度に設定する必要があります。オリジナルの EGS5 では物質毎に設定できますが、PHITS では
全ての物質に対して同じ値を設定します。
また、負値を入力した場合は、その絶対値を各物質の密度 (g/cm3 ) で割った値を EGS5 で使用する chard パラメータに設定します。密度が薄く巨大な体系（km オーダー）では、負値を設定することにより、計算時間を大幅に短縮できます。

5. 各セクションの書式

74

表 25: EGS5 用パラメータ 3
パラメータ

値

説明

epstfl(D=0)

ICRU90 に格納された衝突断面積に関する密度補正係数を利用するオプション。
ICRU90 を使わない。

= 0
= 1

ICRU90 を使う。この場合、[material] セクションで定義した物質から、液体の水、グラファイト、空気を自動的に判別して、それらの物質に対して
ICRU90 に対応した密度補正係数を使います。自動判別する基準は以下の通りです。
液体の水：H 及び O で構成され密度が 0.9–1.1 g/cm3 の物質
C で構成され密度が 1.55–2.40 g/cm3 の物質
C, N, O, 及び Ar で構成され密度が 0.03 g/cm3 の物質。このしきい値密度はgasegs パラメータで調整可能です。

gasegs

(D=0.03)

この密度以下の物質は、PEGS で自動的に気体とみなされます。

incohr(D=1)

コンプトン散乱角の非干渉散乱関数（incoherent scattering function、

= 0
= 1

S/Z rejection）に関するオプション
非干渉散乱関数を使わない（自由電子との散乱）
非干渉散乱関数を使う（束縛電子との散乱）（ibound が自動的に 1 に固定されます）iprofr(D=1)= 0

コンプトン散乱におけるドップラー効果に関するオプション= 1

ドップラー効果を考慮する（incohr と ibound が自動的に 1 に固定

ドップラー効果を考慮しない
されます）

(D=1)

EII（Electron impact ionization）に関するオプション

= 0
= 1

EII を考慮しない
EII を考慮する(D=0)

EII により発生する光子の扱いに関するオプション

= 0
= 1

分割しない（no splitting）

neispl

(D=0)

ieispl=1 のときに分割する光子の数

ibrdst(D=1)= 0

制動放射の発生角度に関するオプション= 1

サンプリング(D=1)= 0

電子対生成の発生角度に関するオプション= 1

サンプリング(D=1)= 0

光電子の角度分布に関するオプション= 1

サンプリング(D=1)= 0

コンプトン断面積に関するオプション= 1

束縛全コンプトン断面積 (bound total Compton cross section)

(D=1)
= 0

制動放射断面積に関するオプション

= 1
= 2

ICRU-37 で与えられた放射阻止能（radiative stopping power) に規格化する
規格化しないimpacrieispliprdstiphteriboundiaprim分割する（splitting）

固定値

固定値

固定値（入射光子の方向）

自由コンプトン断面積 (free Compton cross section)

Motz et al. の経験式を使う

5.2. [ Parameters ] セクション75

5.2.14 光・ミューオン反応モデル

表 26: 光・ミューオン反応モデルに関するパラメータ 1
パラメータ

値

説明

ipnint(D=0)

光核反応のオプション。

= 0(バージョン 2.30 以前、ipngdr というパラメータ名であったもの。)
光核反応を考慮しない。

= 1
= 2

光核反応を考慮する。ただし核共鳴蛍光散乱を除く。
核共鳴蛍光散乱を含む全ての光核反応を考慮する。
（偏光については欄外参照。）

pnimul

(D=1.0)光核反応のサンプリング確率に乗じる倍率。

igmuppd(D=0)= 0

光子によるミューオン対の生成に関するオプション。

= 1考慮する。もし、生成されたミューオンの多重クーロン散乱を考慮したい

考慮しない。
場合は nspred=-2 としてください。

gmumul

(D=1.0)光子によるミューオン対生成のサンプリング確率に乗じる倍率。

imucap(D=1)

負ミューオンが止まったときのミューオン捕獲反応に関するオプション。
ミューオニックアトム生成後の特性 X 線の放出と核吸収反応を考慮する。

= 0
= 1

考慮しない。
考慮する。特性 X 線の放出の計算で用いるパラメータは、デフォルト値を
使用する。

= 2

考慮する。特性 X 線の放出の計算で用いるパラメータは、file(28) で指定したユーザー定義ファイルから読み込む。

(D=0)

ミューオン捕獲反応の計算で表面合体モデル53 (Surface Coalescence Model,

= 0
= 1

SCM) を利用するオプション。
SCM を使わない。
SCM を使う。

scm h0(D=0.25)

SCM の調整パラメータ h0。[GeV fm/c]

scm d(D=1.75)

SCM の調整パラメータ D。 [fm]scm rcls(D=-1.124)

SCM の調整パラメータ R0[fm] を設定するためのパラメータ Rcls[fm]。

> 0
< 0

R0 = Rcls
R0 = |Rcls| ∗ A−1/3

iqmdscm

ipnint=2 とした際に考慮される核共鳴蛍光散乱については、入射光子が偏極している場合、[source]
セクションで sx,sy,sz を用いて偏光方向を指定できます。その偏極方向を考慮して、散乱光子の角度分布が決定されます。

igmuppd によるミューオン対生成の詳細については、文献54 をご覧ください。
emumin を変更した場合、ミューオン核反応断面積が全エネルギー領域で変化しますのでご注意ください。

53 Y. Watanabe and D. N. Kadrev, Proc. Int. Conf. Nucl. Data Sci. Technol. 2007 (ND2007) (2007) 1121-1124.
54 Y. Sakaki et al., Implementation of muon pair production in PHITS and verification by comparing with the muon shielding experiment at

SLAC, Nucl. Instr. & Meth. A 977, 164323 (2020).

5. 各セクションの書式

76

表 27: 光・ミューオン反応モデルに関するパラメータ 2
パラメータ

値

説明

imuint(D=1)

仮想光子を介して高エネルギーミューオンが引き起こす核反応に関するオプション。

imubrmimuppdemumin= 0= 1

考慮しない。

(D=1)

ミューオンによる制動放射に関するオプション。

= 0
= 1

考慮しない。

(D=1)

ミューオンによる電子・陽電子対生成に関するオプション。

= 0
= 1

考慮しない。

(D=200.0)

仮想光子を介して核反応を引き起こすミューオンの最低エネルギー

考慮する。

考慮する。

考慮する。

(MeV)。imuint = 1 の場合のみ有効。
emumax(D=1.0e+6)

仮想光子を介して核反応を引き起こすミューオンの最大エネルギー(MeV)。imuint = 1 の場合のみ有効。

5.2. [ Parameters ] セクション77

5.2.15 ニュートリノ反応モデル

表 28: ニュートリノ反応モデルに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

ntrnore(D=0)

ニュートリノ反応のオプション。

= 0
= 1

ニュートリノの反応を考慮しない。
ニュートリノの反応を考慮する。

ntrnore ＝ 1 によって考慮されるのは、1 H(ν̄e , e+ )n 反応、2 H(ν̄e , ν̄e′ )np 反応、2 H(νe , e− )2p 反応、2 H(νe , νe′ )np、電子との弾性散乱反応です。入射エネルギーが 20 MeV 以上では一部の反応で断面積の外挿を行います。ただし、入射エネルギーが 150 MeV 以上の反応チャンネル（例：µ ニュートリノの荷電カレント反応）は、考慮されませんのでご注意ください。表 29 に、考慮しているニュートリノ反応の有無を標的粒子毎にまとめました。考慮している場合は、その上限エネルギーを示しています。
表 29: 各標的粒子に対するニュートリノ反応の上限エネルギー。これより高いエネルギーでは外挿した値を使用します。× は未実装、-は反応が存在しないことを表します。
荷電カレント反応

e

−

1

H

2

中性カレント反応

H

e−

1

H

2

H

νe

∞

-

20

νe

∞

×

20

ν̄e

-

150

20

ν̄e

∞

×

20

νµ

×

-

×

νµ

∞

×

20

ν̄µ

-

×

×

ν̄µ

∞

×

20

ντ

×

-

×

ντ

∞

×

20

ν̄τ

-

×

×

ν̄τ

∞

×

20

5. 各セクションの書式

78

5.2.16 クーロン散乱や重力場・電磁場に関するオプション

表 30: クーロン散乱に関するパラメータ
パラメータ

値

説明

nspred(D=0)

電子・陽電子を除く荷電粒子のクーロン散乱 (angle straggling) オプション55 。

= 0
= 1

クーロン散乱を考慮しない= 2（推奨）クーロン散乱を考慮する。Moliere 理論に基づく Lynch の式56

クーロン散乱を考慮する。NMTC オリジナル−1, −2 で指定することもできます。負値で指定した場合は常にクーロン散
乱を考慮し、正値で指定した場合は線源粒子が一度反応を起こすまで考慮します。計算時間短縮のため、通常の計算には 0 もしくは正値を奨励していますが、希薄な大きい体系中の荷電粒子の輸送計算やミューオンのような透過性の高い荷電粒子の輸送計算の場合は負値を設定してください。

ascat1(D=13.6)

Lynch の式（下記参照）の係数 A。nspred = 2 の場合のみ有効。

ascat2(D=0.038)

Lynch の式（下記参照）の係数 B。nspred = 2 の場合のみ有効。

nedisp(D=0)

電子・陽電子を除く荷電粒子の減速過程におけるエネルギー分散 (energy= 0straggling) のオプション。
エネルギー分散を考慮しない。

= 1（推奨）エネルギー分散を考慮する。Landau Vavilov57

55 厚さが 1cm 以下の薄膜等による散乱計算を行う場合は、delt0 をその厚さの 1/10 に設定してください。
56 σ = A
57

√

X/X0
B
pβ [1 + log10 (e) log10 (X/X0 )]: G.R. Lynch and O.I. Dahl, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res, B 58, 6-10 (1991) の式 (12).

本 モ デ ル に つ い て は 、次 の ウェブ サ イ ト を ご 覧 く だ さ い 。http://www.dnp.fmph.uniba.sk/cernlib/asdoc/geantold/
H2GEANTPHYS332.html

5.2. [ Parameters ] セクション79

表 31: 重力場・電磁場に関するパラメータ
パラメータ

値

説明

gravx
gravy
gravz

(D=0)
(D=0)
(D=0)

重力場の方向ベクトルの x 成分

usrmgt(D=1)= 1[magnetic field] で time を指定した時のユーザーサブルーティンオプション
usrmgt1.f を使用、現在、Wobbler magnet がインストール= 2

usrmgt2.f を使用、現在、中性子用パルスマグネットがインストール

(D=1)
= 1

[elastic option] でのユーザーサブルーティンオプション
usrelst1.f を使用、現在、中性子用 Bragg 散乱用プログラム= 2

usrelst2.f を使用、現在、中性子用サンプルプログラム

(D=0)
= 0

磁場のオプション= 1

磁場を考慮する。タリーで粒子軌跡を滑らかに表示したい場合は、deltm を軌

usrelstimagnf

重力場の方向ベクトルの y 成分
重力場の方向ベクトルの z 成分

磁場を考慮しない
跡を表示するステップ長に変更してください。

ielctf(D=0)

電磁混合場のオプション

= 0
= 1

電磁混合場を考慮しない
電磁混合場を考慮する。タリーで粒子軌跡を滑らかに表示したい場合は、deltm
を軌跡を表示するステップ長に変更してください。

gravx, gravy, gravz は、重力場の方向ベクトル。重力を設定したときは、1 eV 以下の中性子に作用します。gravx=1, gravy=0, gravz=0 を指定したときは、x 負方向に重力が作用します。

5. 各セクションの書式

80

5.2.17 出力オプション (1)表 32: 出力オプションに関するパラメータ 1
パラメータ

値

説明

infout(D=7)

file(6) に出力する情報を指定するオプション。
下記 I, II, III, IV, V, VI は出力情報のカテゴリを表し、詳細は 4.8 節の「標準出力(phits.out) の書式」を参照。

ncvalout

= 0
= 1
= 2

I
I, II
I, III

= 3
= 4

I, IV
I, II, III

= 5
= 6
= 7

I, II, IV
I, III, IV
I, II, III, IV, VI= 8

I, II, III, IV, V, VI(D=0)

ユーザー定義定数 ci として定義した数値を file(6) に出力するオプション。このパラメータで指定した回数だけ出力します。

nrecover(D=0)

Lost particle が発生して recover に成功した場合に、warning message を出力する
回数。

ierrout(D=0)

エラーや警告が表示された際、そのメッセージを出力したソースコードのプロ
グラム名、サブルーチン名、行番号を出力するオプション。

= 0

上記情報を出力しない。

= 1

上記情報を出力する。例えば、---L:22332/R:param/F:read02.f と出力された
場合、read02.f の 22332 行目、サブルーチン（もしくはファンクション）paramでメッセージが出力されたことを意味します。

5.2. [ Parameters ] セクション81

5.2.18 出力オプション (2)
表 33: 出力オプションに関するパラメータ 2
パラメータ

値

説明

dumpall(D=0)

全ての情報のダンプオプション

= 0
= 1
= -1

出力なし

(D=3)
= 0
= 1

メモリ分散型並列計算の時、dumpall ファイル名のオプション= 3

ファイル名 file(15) の後に PE 番号を付加

idpara

ファイル名 file(15) の dumpall ファイルにバイナリ形式でデータを出力
ファイル名 file(15) の dumpall ファイルにアスキー形式でデータを出力/wk/uname/ファイル名 file(15)/wk/uname/ファイル名 file(15) の後に PE 番号を付加

dumpall=1, -1 を指定すると、輸送に関して全ての情報をファイルに書き出します。このファイルを基に、icntl=12 を指定して再計算ができます。最初に計算したときと異なるタリーを入れて再計算したいときなど有効です。ただし、dumpall の機能を利用するときは、巨大なデータファイルが作成されることがありますから注意してください。実際にダンプする情報は、5.2.25 のところで解説します。

“/wk/uname/” にある “/wk/” と “/uname/” はそれぞれデフォルトのディレクトリ名と環境変数 LOGNAME から読み込まれるユーザー名です。メモリ分散型並列計算時は PE (Processor Element) 毎に別のファイルを用意して書き出します。idpara=0, 1 の場合は、各 PE がもっているハードディスク中の “/wk/uname/” のディレクトリにファイルを作成します。idpara =1, 3 の場合は、ファイル名の最後に各 PE 番号を付けて総 PE
数 −1 個のファイルを作成します。各 PE は対応するファイルにのみその PE で得られたデータを書き出します。

5. 各セクションの書式

82

5.2.19 出力オプション (3)
表 34: 出力オプションに関するパラメータ 3
パラメータ

値

説明

itall

(D=0)

タリーの出力をバッチ毎に行うオプション。

= -1
= 0
= 1

出力なし。

= 2

各バッチ終了時に数値データを異なるファイルに出力する。ファイル名は、指数値データのみ出力する。
数値データおよび画像ファイル（*.eps など）を出力する58 。
定のファイル名にバッチ番号を付けたもの。

= 3

タリー結果とその統計誤差がヒストリー数（或いはバッチ数）によって、どのよ
うに推移するかを表示させる。タリーセクションで指定したファイル名の拡張
子の前に “ StD” を付けたファイルに出力する。ただし、この機能は [t-track]と [t-point] でのみ動作します。

= 4

各バッチの結果を独立して集計し、異なるファイルに出力する。ファイル名は、指定のファイル名にバッチ番号を付けたもの。ただし、このオプションはバッ
チ分散モード（istdev=1）では動作しません。また、この機能は [t-track] と[t-deposit] でのみ動作します。
iMeVperu

(D=0)
=0
=1

タリー出力におけるエネルギーの単位に関するオプション。

MeV として出力する。
MeV/n（核子あたりの量）として出力する。ただし、原子核以外については MeVとして出力します。

itstep

imout

jmout

kmout

(D=1)
= 0

magnetic field などの粒子の運動量が変化する場でのタリーを取るオプション
境界、核反応までタリーを取らない= 1

ステップごとにタリーを取る

(D=0)
= 0

[material] セクションでの物質表示オプション
mat[12], 208Pb.33c タイプ

= 1
= 2

mat[12], Pb-208.33c タイプ
m12, 82208.33c MCNP 入力タイプ(D=0)[material] セクションでの物質密度表示オプション

= 0
= 1

入力のまま

= 2

質量比 (%) に変換する

(D=0)
= 0

核データ物質情報表示オプション= 1

input echo に表示するバージョン 2.86 より、核種毎の dmax も出力されるようになりました。

粒子密度に変換する

表示無し

iMeVperu=1 とした場合、[t-track], [t-cross], [t-point], [t-product], [t-time], [t-interact]において、原子核のエネルギーの単位を核子あたりの量 [MeV/n] に変換して、各物理量を出力します。例
えば、[t-track] において unit=2 とした場合、[1/cm2 /MeV/source] ではなく [1/cm2 /(MeV/n)/source] を単位とする結果が出力されます。
磁場など粒子の運動量を変化させる場がある時、[t-track] で表示する磁場中の軌跡は deltm をステップ
幅として表現します。もし、粒子の軌跡を滑らかに表示したい場合は、deltm の値を小さくしてください。
58 ただし、vtk ファイルに関しては itall=0,1 の両方で出力されます。

5.2. [ Parameters ] セクション83

5.2.20 出力オプション (4)表 35: 出力オプションに関するパラメータ 4
パラメータ

値

説明

matadd(D=1)[cell] セクションにおいて同一の物質番号を用いて密度が異なる領域を定義した場合のオプション。

natural= 0

同じ物質番号で扱う。

= 1

新しい物質番号を付与する。

(D=1)[material] セクションにおいて質量数を指定せずに書いた元素に対し、天然存在比による展開を行うかどうかのオプション。核データライブラリーの使用時のみ関連し、核反応モデル計算の際はこのパラメータの値に関係なく常に展開
します。

= 0
= 1
= 2

展開しない59 。

(D=0)
= 0
= 1

ジオメトリに関する warning 等のメッセージをエコーする

icput

(D=0)
= 0
= 1

CPU 時間のカウントオプション
カウント無しカウント有り

ipara

(D=0)
= 0
= 1

パラメータ表示オプション

nwsors(D=0)

nwsors 個のソース情報を file(6) に書き出す

gsline(D=2)

各タリーの gslat を一括で設定するパラメータ。基本的には gsline=gslat とiggcm展開する。ただし、file(6) には展開せずに書き出す。
展開する。ただし、file(6) に展開した結果を書き出す。
エコーしないインプットエコー部分に書き出す

入力のみの表示全てを表示

なりますが、各タリーで gslat を明示的に指定した場合、そちらのパラメータの方が優先されます。

= 0
= 1

境界線を描画しない。

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されません。）
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。
また、gsline=2,3 の場合、gshow≥ 3 としても、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

[cell] セクションにおいて同一の物質番号で密度の違う領域を複数定義した場合、デフォルト設定(matadd=1) では、最初のもの以外の密度の物質に対して新しい物質番号を付与します。matadd=0 とすることで同じ物質番号を指定できるようになりますが、[Mat Name Color] セクションで指定する物質番号には影響がないのでご注意ください。すなわち、このセクションでは自動的に付与された新しい番号を指定する必要があります。この番号は file(6) (D=phits.out) の最初に Warning として出力されますので、その値をご参照ください。
計算時間短縮のため、cpu 時間のカウントをデフォルトで無しにしました。各過程の計算時間を知りたい
時は、icput=1 として下さい。

input echo の入力パラメータの表示は、デフォルトで入力のあったものだけですが、ipara=1 とすれば全てのパラメータのデフォルト値がエコーされます。
59 使用している核データライブラリーに指定した天然元素がない場合、エラーメッセージを出力します。

5. 各セクションの書式

845.2.21 ボクセル及び連続四面体形状のオプション

表 36: ボクセルのオプションに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

icells(D=3)[cell] セクション全体のバイナリ形式による出力・読込。複雑な体系の場合、一度バイナリ化して再読込することにより計算時間が短縮されます。ただし、一つ一つの cell の定義が単純で cell 数が多い場合は、むしろ計算時間が長くなってしまう場合もありますのでご注意ください。また、icells=1 でバイナリ形式のファイルを読み込む際、[surface] と [cell] セクションの記述を消したりしないようにしてください。他に、同一の物質番号を用いて密度が異なる領域を定義した場合は本機能を使用しないようにしてください。

= 0

バイナリの入出力なし。[cell] のエコーを出力しない。

= 1

file(19) からバイナリ形式のジオメトリを読み込む。[cell] のエコーを出力しない。ivoxel は自動的に 1 になる。
file(19) にバイナリ形式のジオメトリを出力する。ivoxel は自動的に 2 にな

= 2

る。

ivoxel= 3

通常モード。バイナリの入出力なし。[cell] のエコーは出力する。

(D=0)

ボクセルデータのバイナリ形式による出力・読み込み。

=0
=1

出力なし。

=2
=3

ファイル名 file(18) にバイナリ形式のボクセルデータを出力する。

ファイル名 file(18) からバイナリ形式のボクセルデータを読み込む。

=0 と同じ動作。ただし、ボクセルデータを入力ファイルエコーに出力（これ以外のオプションでは非表示）。

ivoxel=2 を指定すると、ボクセルデータをバイナリ形式でファイル名 file(18) に出力して計算を終了
します (バージョン 2.30 以前では、終了せずに引き続き計算を行います)。その後、このデータファイルがある状態で ivoxel=1 として再度 PHITS を実行させると、通常一時的に行うバイナリデータの作成を省略して、以後の計算を行います。PHITS では、読み取ったインプットデータを一時的にバイナリ形式で書き出し、それを読み込んでから粒子輸送計算を行います。したがって、読み込むデータ量が大きくなると、それに比例して書き出しの際の計算時間がかかることになります。ivoxel を利用すると、バイナリデータの書
き出しを省略するため、何度も PHITS を実行する場合に計算時間が短縮されます。ただし、このパラメータが使えるのは、fill 以降が単純な universe 番号の並びになっている場合のみで、座標変換などが含まれる場合（例えば 3(1 0 1) など）はエラーとなってしまいますのでご注意下さい。

5.2. [ Parameters ] セクション85

表 37: 連続四面体形状のオプションに関するパラメータ
パラメータ

値

説明

itetvol(D=0)=0

連続四面体形状利用時 (LAT=3) における体積の自動計算。

=1

自動で計算しタリーなどで体積の値として使用する。

(D=0)

連続四面体データのバイナリ形式による出力・読み込み。バイナリファイル

itetra

自動で計算しない。

は ntetsurf や ntetelem に依存しますので，それらのパラメータを変更した場合は，再度，itetra=2 としてバイナリファイルを作り直してください。

ntetsurf

=0

出力なし。

=1
=2

ファイル Tetra.bin（固定）からバイナリ形式の連続四面体データを読み込む。

(D=100)連続四面体計算のメッシュ分割の際に、一つの領域に許容する連続四面体のファイル Tetra.bin（固定）にバイナリ形式の連続四面体データを出力する。
外部面の数。

ntetelem(D=200)連続四面体計算のメッシュ分割の際に、一つの領域に許容する四面体の数。

itetauto(D=0)

連続四面体 universe に対応する領域の自動作成。

=0=1

自動で作成しない。

(D=0)

連続四面体形状として許されない四面体同士の交差の有無をチェックするオ

itgchk

自動で作成する。TetGen 形式では.txt ファイル要。
プション。

=0
=1

チェックしない。
チェックを実行し、実行後に即終了する60 。輸送計算等を実行したい場合は 0を選択。最初に検知された四面体同士の交差の体系を “tet overlap.inp” ファイ
ルに出力する。PHIG3D を使って状況の確認が可能。

itetvol=1 を指定することで、連続四面体形状 (LAT=3) を使用している場合に、連続四面体形状内に現れる Universe の体積を自動で計算して使用します。ただし、単純に四面体の体積を足し上げるため、Universeと Fill の入れ子構造で、連続四面体形状の一部を切り出して使用している場合などは、正しい体積の値とならないので、注意が必要です。itetvol=1 が指定されている場合は上記の計算値が Volume セクション等での指定よりも優先されます。

itetra=2 を指定すると、連続四面体形状を読み込んで輸送計算に必要な情報データを生成した後に、その情報をバイナリ形式のデータファイル Tetra.bin （ファイル名固定）に出力して計算を終了します。その後、このデータファイルがある状態で itetra=1 として再度 PHITS を実行させると、データ処理を省略して必要情報をファイルから読み込みます。四面体数の多い連続四面体データを使用する際には、データ処理に計算時間がかかるため、同じ連続四面体形状を使用して何度も PHITS を実行する場合には、計算時間の短縮が図れます。
連続四面体形状を使用する計算では、計算スピードを向上させるため、形状を収めた直方体を自動で細分化し、個々の領域に入る四面体の数を減らす二種類のアルゴリズムが組み込まれています。一つは、連続四面体の外側から連続四面体内へと粒子が入射される場合にどの四面体の面を通過するかの判定に使用するアルゴリズムで、領域を細分化して一つの領域に含まれる外部面の数を ntetsurf 以下に限ることで、輸送計算を高速化します。もう一つは、連続四面体内に線源が存在する場合に、放射線が発生する位置がどの四面体に属するかの判断に使用するアルゴリズムで、領域を細分化して、一つの領域に含まれる四面体の数を ntetelem 以下に限ることで、輸送計算を高速化します。

itetauto=1 を指定すると、連続四面体形状の各四面体の要素 universe に対応する領域を自動で作成します。連続四面体形状の構成物質が増えた場合に領域を手作業で作成する手間が省けます。主に NASTRAN
バルクデータ形式で連続四面体形状を読み込む場合に便利です。詳しくは 5.6.5.4 をご参照ください。
60 1 以外にも 10 以下の数値 n を指定することで、n 番目に検知された四面体同士の交差の体系を “tet overlap.inp” ファイルに出力します。ただし、検知は 10 個で終了するため、11 以上を指定するとファイルが出力されません。

5. 各セクションの書式

86

5.2.22 幾何形状のエラー関係

表 38: 幾何形状のエラー関係のパラメータ 1
パラメータ

値

説明

nlost

(D=10)

lost particle の許容値 (1PE あたり)

igerr

(D=1)

region error 時の recovery 回数

igchk

(D=0)

=0: 領域横断後の幾何形状チェックを行いません。
=1: 領域横断後の flight mesh を deltb に設定し、幾何形状のチェックを行います。

ichkmat(D=0)[cell] セクションにおいて同一の物質番号を用いて密度が異なる領域を定義した場合に、各 cell の物質番号と密度をチェックするオプション。

= 0

チェックしない。条件により gshow でジオメトリが正しく描画できない場
合があります。ただし、計算結果には影響を与えません。

= 1

チェックする。gshow でジオメトリが正しく描画できますが、cell 数が多い
体系の場合、読込時間が長くなります。

deltb(D=1.e-9)

領域横断後の flight mesh (cm)igchk=1 で、この距離で幾何形状のチェックを行います。
また、importance, forced collision で追加される粒子の境界面からの距離。また、source で粒子が境界上にあるときの移動距離としても使います。

igchk=1 とすると、輸送粒子が領域の境界面を横断した後に deltb “flight mesh.” だけ粒子を移動させて幾何形状のチェックを行います。具体的には粒子の運動方向に沿って境界面から deltb のみ移動させます。
幾何形状のチェックとはその粒子がどの領域に属しているかを判定するものであり、境界面が曲面となる領域を粒子輸送する際に重要となる機能です。

5.2. [ Parameters ] セクション87

表 39: 幾何形状のエラー関係のパラメータ 2
パラメータ

値

説明

deltm

(D=20.12345)

最大飛行メッシュ(cm)。 idelt に連動。

deltc

(D=2.012345)

電子・陽電子を除く荷電粒子に関して、エネルギーもしくは角度分散を考慮した場合（nedisp, 0 もしくは nspred, 0）の最大飛行メッシュ[cm]。密度が 1.0 g/cm3 以上の場合は idelt に連動する。
delt0(D=0.1)角度分散を考慮した場合 (nspred, 0) の境界面直前の最大ステップ長。
境界面を跨ぐ際に角度分散を考慮すると lost particle が発生してしまう
ため、この最終ステップ長に対しては角度分散を考慮しません。したがって、厚さが 1 cm 以下の薄膜等による散乱計算を行う場合は、散乱を正確に記述するためにその厚さの 1/10 に設定してください。

deltg(D=1.012345)

電子・陽電子を除く荷電粒子に関して、磁場における最大飛行メッシュ

(cm)。
deltt

(D=1.0)

時間に依存した磁場における最大飛行時間 (msec)。

deltxyz(D=0.0001)[weight window] 及び [t-wwg] の xyz メッシュ最大値・最小値が整数で定義された場合の自動調整幅。具体的には、最小値は −1∗deltxyz、最大値は +2∗deltxyz ずらします。

idelt

(D=1)

最大飛行メッシュに関するオプション。

=0: 最大飛行メッシュとして deltm, deltc を使用。
=1: deltm, deltc を領域の密度で割った値を最大飛行メッシュとする。
ただし、密度が 1.0 g/cm3 以下の場合は、deltc は密度で割らずにそのまま使用する。

バージョン 2.80 以降、idelt=1 となっており、deltm, deltc を領域の密度 (g/cm3 ) で割った値が最大飛
行メッシュとして使われます。これにより、数百 m 以上の空気中の粒子輸送計算を行う場合に、計算時間が短縮されます。

5. 各セクションの書式

88

5.2.23 入出力ファイル名

表 40: 入出力ファイル名に関するパラメータ

パラメータ

値

説明

file(1)(D=PHITSPATH)

PHITS インストールフォルダ名。環境変数 PHITSPATHが設定されていない場合は c:/phits がデフォルトとなります。このパラメータを指定することにより、フォルダ構造を変えない限り他の入力ファイル名

file(7,20,21,24,25,26) の指定が不要となります。
ただし、それらのパラメータを直接指定した場合は、指定値が優先されます。
サマリーの出力ファイル名。指定しない時は、標準出

file(6)(D=phits.out)

file(7)(D=file(1)/data/xsdir.jnd)

断面積ディレクトリファイル名。

file(10)file(11)(D=fort.10)(D=nuclcal.out)

計算打切エネルギー以下の陽子情報の出力ファイル名。

file(12)(D=fort.12)

計算打切エネルギー以下の中性子情報の出力ファイル

力。

核反応計算の出力ファイル名。
名。

file(13)(D=fort.13)

計算打切エネルギー以下の γ 線情報の出力ファイル名。

file(15)
file(18)(D=dumpall.dat)(D=voxel.bin)

dumpall=1 を指定した場合の出力ファイル名。
ivoxel=1, 2 を指定した際のバイナリデータ用ファイ
ル名。

file(19)(D=gcell.bin)

icells=1,2 を指定した際のバイナリデータ用ファイ
ル名。指定したファイル名と、そのファイル名に.cfgの拡張子を付けた２つのファイルが生成されます。

(D=file(1)/XS/egs/)

EGS5 用 断 面 積 デ ー タ を 格 納 し た フォル ダ 名 。

file(21)file(22)(D=file(1)/dchain-sp/data/)(D=batch.out)

negs=1,2 のときに必要。
DCHAIN 用データを格納したフォルダ名。
現在のバッチ情報を出力するファイル名。

file(23)
file(24)(D=pegs5)(D=file(1)/data)

PEGS5 用出力ファイル名。
DECDC データ (RIsource.dat) を格納したフォルダ。

file(25)(D=file(1)/XS/tra)

飛跡構造解析モード用の断面積データを格納したフォ

file(20)

ルダ名。

file(26)(D=file(1)/data/multiplier)

付録の [multiplier] セクションデータベースを格納したフォルダ名。

file(27)(D=file(1)/XS/yield/)

ユーザー指定の放射化断面積を格納したフォルダ名。
指定する場合はフォルダ名の最後に “/” を入れてください。

file(28)(D=file(1)/data/aama.dat)

file(29)(D=file(1)/data/dedx)

ユーザー指定の MUONIC ATOM CASCADE program
用入力ファイル名。
阻止能データベースファイルを格納したフォルダ名。

file(7) は、他と同様にフルパス名で書いてください。
バージョン 2.74 より、|igamma|≥1 のときでも、γ 崩壊情報データファイル trxcrd.dat を file(14) に指定する必要がなくなりました。

5.2. [ Parameters ] セクション89

5.2.24 その他

表 41: その他のパラメータ
パラメータ

値

説明
断面積・カーマファクター出力モード (icntl=1) のオプション。詳細は

inucr
= 2

“phits/sample/icntl1” を参照
1 つの核種に対する弾性・非弾性散乱反応断面積の出力。

= 12
= 14
= 16

1 つの物質に対する中性子カーマ係数の出力。
1 つの物質に対する光子カーマファクターの出力。
1 つの物質に対する阻止能の出力。

= 100

核データライブラリ断面積（微分断面積、反応タイプ毎の断面積）の出力。

idam(i)

integer

ユーザー定義の整数変数

rdam(i)real*8i = 1 - 100

ユーザー定義の実数変数
これらは、各プログラムの中で

common /userp/ idam(100), rdam(100)を引用すれば用いることができる
icommat(D=0)[material] セクションにおけるコメント文字のオプション。

= 0
= 1

c をコメント文字として扱わない。
c をコメント文字として扱う。

バージョン 2.89 より、デフォルトでは [material] セクションにおいて c をコメント文字として使用できなくなりました。コメント文字として使用したい場合は、icommat=1 としてください。ただし、icommat=1を含む [parameters] セクションが c を使用している [material] セクションより前に書かれている必要があります。

5. 各セクションの書式

90

5.2.25

Dumpall オプション

dumpall=1, -1 を指定して計算すると、再計算に必要な輸送の情報を全てファイルに書き出します。このファイルを用いて icntl=12 を指定すると、同じ dumpall の値で計算した時にダンプしたデータを基に再計算します。輸送に関しては、最初に計算した全ての情報を再現します。再計算の時には、最初に計算したインプットファイルが必要になります。タリーを除いて同じものを使わないと矛盾が生じます。maxcas,

maxbch は、ダンプファイルに指定されているものを使いますので変更できません。最初に計算したときと異なるタリーを入れて再計算したいときなど有効です。ただし、dumpall の機能を利用するときは、巨大なデータファイルが作成されることがありますから注意してください。
バイナリ形式で書き出したデータは、マシン間での互換性がありませんので注意してください。以下に書き出されるデータの種類と順序を説明します。

(1) NCOL
NCOL は、プログラムの中の変数で、粒子輸送のタイミングの認識変数です。
NCOL
1
2

:
:

start of calculation
end of calculation

3
4
5

:
:
:

end of a batchsourcedetection of geometry error

6
7

:
:

recovery of geometry error
termination by geometry error

8
9
10

:
:
:

termination by weight cut-oﬀ
termination by time cut-oﬀ
geometry boundary crossing

11
12

:
:

termination by energy cut-oﬀ
termination by escape or leakage

13
14
15

:
:
:

(n,x) reaction(n,n’x) reaction
sequential transport only for tally16:

surface cross for WW of xyz mesh

NCOL=1, 2, 3 の時は、書き出しは NCOL だけです。従って、以下の書き出しは、NCOL≥4 の時です。
(2) NOCAS, NOBCH, RCASC, RSOUIN
これら 4 つの変数は、NCOL=4 の時にだけ書き出されます。それぞれの意味は、
NOCAS
NOBCH

:
:

current event number in this batchcurrent batch number

RCASC
RSOUIN::

real number of NOCAS+maxcas*(NOBCH-1)
sum of the weight of source particle(3) NO, MAT, ITYP, KTYP, JTYP, MTYP, RTYP, OLDWT
これらの変数の意味は、

5.2. [ Parameters ] セクションNO:

cascade id in this event

MAT
ITYP

:
:

material id
particle type

KTYP
JTYP
MTYP

:
:
:

particle kf-code
charge number of the particle
baryon number of the particle

RTYP
OLDWT

:
:

rest mass of the particle (MeV)
weight of the particle at (x,y,z)

91(a) QS
この変数は、ITYP=12, 13 の時、すなわち電子、陽電子の時のみ出力されます。QS は、電子のdE/dx です。
QS:

dE/dx of electron at (x,y,z)(4) IBLZ1, IBLZ2, ILEV1, ILEV2
これらの変数の意味は、
IBLZ1
IBLZ2
ILEV1

:
:
:

cell id at (x,y,z)cell id after crossing
level structure id of the cell at (x,y,z)

ILEV2

:

level structure id of the cell after crossing(a) ILAT1
階層構造をもつ CELL の変数です。書き出しは、ILEV1>0 の時に

write(io) ( ( ILAT1(i,j), i=1,5 ), j=1,ILEV1 )で行われます(b) ILAT2
階層構造をもつ CELL の変数です。書き出しは、ILEV2>0 の時に
write(io) ( ( ILAT2(i,j), i=1,5 ), j=1,ILEV2 )で行われます(5) COSTH, UANG(1), UANG(2), UANG(3), NSURF
各変数の意味は以下の通りです。これらはバージョン 2.30 から出力されるようになりました。

COSTH

:

cosine of an angle of incidence in a surface crossing

UANG(1,2,3)
NSURF

:
:

x,y,z component of a normal vector of its surface, respectively
internal number of the surface
Note that this is diﬀerent from the surface number defined in the [surface] section(6) NAME, NCNT(1), NCNT(2), NCNT(3)これらの変数の意味は、

5. 各セクションの書式

92

NAME

:

collision number of the particle

NCNT(1,2,3):

values of counter 1, 2, and 3(7) WT, U, V, W
これらの変数の意味は、
WT
U, V, W::

weight of the particle at (xc,yc,zc)
unit vector of momentum of the particle(8) E, T, X, Y, Z
これらの変数の意味は、

E
T

:
:

energy of the particle at (x,y,z) (MeV)time of the particle at (x,y,z) (nsec)

X, Y, Z:

position coordinate of the preceding event point (cm)(9) EC, TC, XC, YC, ZC
これらの変数の意味は、EC:

energy of the particle at (xc,yc,zc) (MeV)TC
XC, YC, ZC::

time of the particle at (xc,yc,zc) (nsec)
position coordinate of the particle (cm)(10) SPX, SPY, SPZ
これらの変数の意味は、

SPX, SPY, SPZ:

unit vector of spin direction of the particle(11) NZST
この変数は粒子がもつ電荷 (charge state) を表します。

(12) NCLSTS
この変数は、Collision が起こった時に、すなわち、NCOL=13, 14 の時にのみ書き出されます。意味は、衝突もしくは崩壊による生成粒子の個数です。原子核も含みます。NCLSTS>0 の時に、次の変数が書き出されます。

(a) MATHZ, MATHN, JCOLL, KCOLL
これらの変数の意味は、

MATHZ
MATHN

:
:

Z number of the mother nucleus
N number of the mother nucleus

JCOLL
KCOLL

:
:

reaction type id1
reaction type id2

JCOLL, KCOLL はそれぞれ次のような意味を持ちます。

5.2. [ Parameters ] セクション

93

JCOLL
0
1

:
:

nothing happen
Hydrogen collisions

2
3
4

:
:
:

Particle Decays
Elastic collisions
High Energy Nuclear collisions

5
6
7

:
:
:

Heavy Ion reactions
Neutron reactions by data
Photon reactions by data

8
9

:
:

Electron reactions by data
Proton reactions by data

10
11
13

:
:
:

Neutron event modedelta ray production
Photon reactions by EGS5

14:

Electron reactions by EGS5

KCOLL
0

:

normal

1
2
3

:
:
:

high energy fission
high energy absorption
low energy n elastic

4
5

:
:

low energy n non-elastic
low energy n fission

6:

low energy n absorption(b) ICLUSTS, JCLUSTS, QCLUSTS, JCOUNT
これらの変数は、各生成粒子の情報を記述するもので、NCLSTS だけ繰り返し、また、それぞれの変数も以下のように配列を持ちます。書き出しは以下のように行われます。

do i = 1, NCLSTS
write(io) ICLUSTS(i)write(io) ( JCLUSTS(j,i), j=0,7)
write(io) ( QCLUSTS(j,i), j=0,12)
write(io) ( JCOUNT(j,i), j=1,3)
end do
これらの変数の意味は、

ICLUSTS0:kind of particle
nucleus

1
2
3

:
:
:

protonneutron
pion

4
5

:
:

photon
kaon

6
7

:
:

muon
others5. 各セクションの書式

94

JCLUSTS(i)
i=0
=1

:
:

angular momentum
proton number

=2
=3
=4

:
:
:

neutron number
itypstatus of the particle 0: real, <0 : dead

=5
=6
=7

:
:
:

charge number
baryon number
kf codeQCLUSTS(i)
i=0
=1

:
:

impact parameter
x-component of unit vector of momentum

=2
=3
=4

:
:
:

y-component of unit vector of momentum
z-component of unit vector of momentum√
etot = p2 + m2 (GeV)

=5
=6

:
:

rest mass (GeV)
excitation energy (MeV)

=7
=8
=9

:
:
:

kinetic energy (MeV)
weighttime (nsec)

= 10
= 11

:
:

x coordinate (cm)y coordinate (cm)

= 12

:

z coordinate (cm)

5.2. [ Parameters ] セクション

5.2.2695

Event Generator Mode

通常、核データを使う計算では、イベント毎のエネルギーと運動量は保存しません。モンテカルロのシ
ミュレーションを多数回繰り返して、平均を取ると、エネルギーと運動量が保存することが保証されます。
これは、核データを用いたモンテカルロシミュレーションが、一体の Boltzmann 方程式を数値的に解いていることに対応しています。従って、核データを用いた計算では、一体の観測量しか計算できません。例えば、ある領域の熱量、フラックスなどです。これらは平均値です。また、モンテカルロ計算で用いる核デー
タも一体 (inclusive) のデータしか含まれていません。平均値の周りの分散は、二体以上の分布関数に関係しますから、一体の Boltzmann 方程式では導くことはできません。例えば、PHITS の [t-heat] にある、deposit
エネルギー分布は、平均値の周りの分散ですから、二体以上の分布関数によって決まる量です。ですから、
核データを用いた計算では求めることができません。反応前と反応後で入射粒子と原子核が変化しないのであれば、つまり、弾性散乱だけが起こると仮定すると、一体の情報から全てのエネルギーと運動量が決まりますから、計算できるわけです。これは極めて例外的な状況で、反応後の生成粒子が変化したり、複数になったりすると破綻します。
高エネルギーの核反応に対しては、通常、核データが整備されていないので、カスケードモデル、JAM、QMD、等の核反応モデルを利用します。これらのモデルは、ひとつの核反応毎に、エネルギー、運動量の保存したモンテカルロ手法で核反応を計算します。このような核反応モデルを用いた輸送計算は、全体として、ひとつのイベント毎にエネルギー、運動量の保存したシミュレーションになっていますから、実際の現象を模擬するという意味で、Event Generator と呼ばれています。輸送コードとして、核データを使ったシ
ミュレーションと似ていますが、概念的には全く異なるものです。このシミュレーションでは、ひとつのイ
ベント毎の観測量は物理的に意味を持ちません。ヒストリーで平均した量だけが物理的に意味を持ちます。
平均値周りのイベントによる分散も計算できますが、これは、モンテカルロ手法の統計分散で、物理的なものではありません。物理的な分散を記述する二体以上の相関の情報が核データにも基礎となる方程式にも含まれていないからです。一方、Event Generator では、観測量の分散は物理的な分散に対応します。その精度の問題はありますが、全ての相関を記述している枠組みになっています。高エネルギーのシミュレーショ
ンは、大抵この Event Generator になっていて、一体の観測量のほかに、コインシデンス実験の解析や、測定器のレスポンス関数のシミュレーションに応用することができます。
最近、低エネルギーの中性子の関係した分野でも、従来の一体の観測量、熱量やフラックスのほかに、

deposit エネルギー分布、2 粒子相関などの高次の相関が含まれる物理量が求められてくるようになりました。例えば、半導体素子の放射線によるソフトエラーの問題、細胞の放射線による影響の問題などは、微視的な領域での deposit エネルギーの分散が問題になります。これらの問題に従来の核データを用いたこのシ
ミュレーションでは対応することができません。そこで、PHITS では、核データを使う低エネルギー領域
でも Event Generator としてシミュレートできるモデルを作りました。これが、e-mode = 1,2 で実行される EventGenerator Mode 61 62 63 です。
このモデルの詳細は、他の論文を見ていただくこととして、ここでは、まず、モデルの概略を説明します。中性子入射反応で核データが記述するものは、全断面積、Capture、Elastic、(n, n′ )、(n, Nn′ ) 等のチャン
ネル毎の断面積、それと放出粒子の inclusive な微分断面積です。これらの情報からは、残留核の運動量、2粒子の相関などは一意に決められません。情報が足りないからです。そこで、PHITS では、これら核データの情報を用いるとともに、特殊な統計崩壊モデルを導入しました。まず、核データのチャンネル毎の断面積を用います。次に、チャンネル毎に次のようなモデルを設定します。まず、Capture の場合、入射中性子がCapture された場合の融合原子核の運動量、励起エネルギーは運動学的に一意に決定されますから、この原子核に、中性子の崩壊確率をゼロにした統計崩壊を行います。この場合、光子の放出、荷電粒子の放出だけが含まれる統計崩壊を行うことになります。e-mode = 1 では放出する粒子は区別されませんが、e-mode=2にすると反応チャンネルを反映して放出する粒子を決定します。たとえば、(n, γ) 反応なら必ず光子のみを放61 Y. Iwamoto et al., International Conference on Nuclear Data for Science and Technology 2007, DOI: 10.1051/ndata:07417.
62 K. Niita et al., International Conference on Nuclear Data for Science and Technology 2007, DOI: 10.1051/ndata:07398.
63 Y. Iwamoto et al., Prog. Nucl. Sci. Technol. 2, 931-935 (2011).

96

5. 各セクションの書式

出、(n, α) 反応ならα粒子一個と光子のみを放出する、ということになります。次に、Elastic では、核データに従って、放出中性子の運動量を決定します。この運動量から運動学的に残留核の運動量が一意に決定されます。(n, n′ ) では、核データに従って、まず、放出中性子の運動量を決定します。この運動量から運動学
的に残留核の運動量と励起エネルギーが一意に決定されますから、この原子核に、中性子の崩壊確率をゼロにした統計崩壊を行います。Capture の時と同じように、光子の放出、荷電粒子の放出だけが含まれる統計崩壊を行うことになります。Elastic では e-mode=1 も 2 も結果は同じになります。最後に、(n, Nn′ ) 反応
ですが、e-mode=1 の場合はまず、核データを用いて一個目の放出中性子の運動量を決定します。この運動量から運動学的に残留核の運動量と励起エネルギーが一意に決定されますから、この原子核に、通常の統計崩壊を行います。即ち、中性子崩壊も含んだ、光子、荷電粒子の統計崩壊を行うことになります。この場
合だけ、終状態の中性子の数が核データで指定された N になる保証はありませんが、そのずれは小さいことを確認しています。e-mode=2 では、核データを元にした統計サンプリングを行うことで、N 個の中性子全ての運動量を同時に決定します。この運動量から運動学的に残留核の運動量と励起エネルギーが一意に決定され、続いて光子放出のみを考慮する統計崩壊を行います。このとき終状態の中性子の数は必ず N 個となり、二個目以降の中性子の運動量も核データから決定されるため、e-mode=1 より精度が上がります。このようなモデルを用いることにより、核データを用いた低エネルギーの中性子の反応も、イベント毎にエネ
ルギー、運動量の保存した Event Generator になり、核データだけでは記述できなかった、残留核の運動量、2 粒子相関など全ての情報がイベント毎に記述できるようになります。
次に、e-mode を使う場合の注意点を示します。まず、dmax(2) を設定し、核データを用意し、中性子の核データによる計算を可能にします。粒子放出の精度をあげるために、原子核の基底状態の近くの励起状態の情報を必要としますので、igamma=1-3 が必要になります。次に、統計崩壊モデルは、GEM 即ち nevap=3が必要です。これらは、e-mode=1,2 を指定すると自動的に設定されます（特に指定しなければ igamma は 2になります）。もし過去の計算と比較するなどの理由で e-mode=1, igamma=1 を使いたい場合は、igamma=1としても計算はできます。
次に、e-mode を使うと可能になる新しい観測量を示します。[t-deposit] に関して、通常 dmax(2) 以下のエネルギーの中性子による付与エネルギーはカーマ近似によって計算しますが64 、e-mode を使う場合は、
中性子反応から生成される 2 次荷電粒子や残留核の寄与を計算して付与エネルギーとします。当然この場
合、中性子のカーマ近似による計算は考慮されません。[t-yield], [t-product] では、通常、dmax(2)以下のエネルギー、即ち、中性子の核データを使う領域の生成核種、生成粒子はタリーされませんが、これが可能になります。[t-dpa] は、通常 dmax(2) 以下のエネルギーの中性子による寄与を計算しませんが、

e-mode を使うことで考慮するようになります。

64 バージョン 3.05 以降の仕様です。以前の version では、[t-deposit] ではカーマ近似を使った計算ができませんでした。

5.3. [ Source ] セクション

5.3

97

[ Source ] セクション

このセクションでは線源粒子の情報を定義します。粒子を発生させる領域の形状は s-type により指定し、
表 42 にある値が選択できます。[source] で指定できるパラメータには、s-type 固有のものと共通のものがあり、同じパラメータでも s-type によって意味が変わる場合がありますのでご注意ください。これらの詳細については、次ページ以降の説明をご参照ください。
粒子のエネルギーは、単色であれば e0 で指定し、分布をもつ場合は e-type により指定します65 。e-typeの指定方法については、5.3.19 節をご覧ください。[source] セクションにおけるエネルギーの単位は、基本的に MeV/n（核子当たりの MeV）です。ただし、核子で構成されない粒子（光子、電子、パイオン、ミュー
オンなど）の場合は、MeV です。
表 42: ソースタイプ
ソースタイプ説明

s-type = 1, (4)円柱（円面、ペンシルビーム）。

s-type = 2, (5)角柱（長方形）。

s-type = 3, (6)ガウス分布（ x, y, z 独立）。

s-type = 7, (8)一般パラボラ分布（ x, y, z 独立）。

s-type = 9, (10)

球及び球殻分布。

s-type = 11

位相空間線源。

s-type = 12

Decay-turtle の出力を読み込む。

s-type = 13, (14)ガウス分布（ xy 平面）。

s-type = 15, (16)一般パラボラ分布（ xy 平面）。

s-type = 17

Dump data 線源（dump ファイルの読み込み）。

s-type = 18, (19)円錐形状。

s-type = 20, (21)三角柱形状。

s-type = 22, (23)xyz メッシュ空間分布。

s-type = 24連続四面体線源。

s-type = 26

面上分布。

s-type = 100

ユーザー定義のソースプログラム。

usrsors.f にプログラムを書きこみコンパイルする。

表 42 中の s-type=の後にある括弧内の数字は、バージョン 2.94 以前の仕様です。なお、バージョン 2.95
以降で e0 と e-type の両方が定義されている場合は、従来の s-type による指定が優先されますので、ご注意ください。例えば、s-type=1 であれば e0 が、s-type=4 であれば e-type の定義が有効となります。

65 バージョン 2.95 以降の仕様です。バージョン 2.94 以前は、e0 と e-type のどちらを指定するかで、使用する s-type を使い分
けていました。例えば、円柱形状で単色であれば s-type=1 とした上で e0 を定義し、エネルギー分布をもつ円柱形状線源であれば、
s-type=4 とした上で e-type を定義していました。

5. 各セクションの書式

98

5.3.1

<Source> : マルチソース

マルチソースの機能を使用して、エネルギーや線種を変えた線源を複数定義することができます。各線源を、<source>=相対比、の書式で始まるサブセクションで定義し、各線源の相対的な強度を “相対比” として与えます。各<source>サブセクションでは 1 つの s-type を指定し、その指定に伴うパラメータを書きます。ただし、<source>=の上の行で reg パラメータを指定すると<source>の行が継続行として扱われてエラーになるため、reg は各<source>サブセクションの最後に書かないように注意してください。

totfact=は規格化定数を意味し、タリー結果にその絶対値が掛かります。この値が正の場合は、与えられた “相対比” にしたがって各線源の粒子を発生させます。一方、負の場合は、各線源の粒子を同確率で発生させ、与えられた相対比にしたがって各粒子のウエイトを変更します。線源強度の相対比が極端に違う場
合は、totfact を負で与えることにより、強度の大小にかかわらず統計量を増やすことができます66 。
表 43: マルチソース
パラメータ

説明

<source> =マルチソースの開始、数字はこのソースの相対比。

totfact =(D=1) マルチソース全体の規格化定数。
正の数で与えた場合、相対比に従ってソース粒子を生成。
負の数で与えた場合、同数のソース粒子を生成し、相対比に従って weight を変化させる。

iscorr =(D=0) マルチソース相関オプション。
0: 通常のマルチソース。
1: 複数のマルチソースを 1 つのイベントとしてまとめて発生させる。核反応により生成する複数の 2 次粒子を 1 つのイベントとして計算したい場合などに用いる。ただし、iscorr=2,3 の場合と違い、複数のソースが発生する場所は同一ではなく、それぞれが指定したソースの発生領域から確率的に選ばれる。

2: 1 と同じく複数のマルチソースを 1 つのイベントとするが、2 つ目以降の線源を 1 つ目の線源と同じ場所から発生させるオプション。任意の場所で発生する核反応を再現するときなどに使う。
3: 1 と同じく複数のマルチソースを 1 つのイベントとするが、2 つ目以降の線源を 1 つ目の線源と同じ場所から逆方向に発生させるオプション。任意の場所で 2 つに崩壊する粒子を再現するときなどに使う。

iscorr=1,2,3 の場合、<source>は整数の絶対値で定義する必要があります。また、規格化に関しては、発生した複数の放射線を 1 つの線源として扱いたい場合は、<source>で定義した数値の合計を totfact で指定してください。例えば、(X, 1p2n) 反応を 1 つの線源として模擬する際は、陽子線源に対して<source>=1、中性子線源に対して<source>=2とし、totfact=3 とします。逆に、発生した各放射線をそれぞれ 1 線源として扱いたい
場合は、totfact は iscorr=0 の場合と同じになります。

66 バージョン 3.04 以前では、ウエイトを変更する線源を設定すると、[t-deposit] で output=deposit とする場合や [t-deposit2]を使用する場合には利用できませんでした。

5.3. [ Source ] セクション

5.3.2

99

共通パラメータ

各ソースタイプに共通なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。原子核や軽複合粒子のエネルギーは、核子当たりで指定します。
表 44: 共通ソースパラメータ 1
パラメータ

説明

proj =

入射粒子 : 粒子の指定方法は表 4 を参照。

sx =(D=0) スピンの方向ベクトルの x 成分。

sy =
sz =

(D=0) スピンの方向ベクトルの y 成分。
(D=0) スピンの方向ベクトルの z 成分。

reg =(D=all) [cell] セクションで定義したセル番号を指定して、ソースを発生させる領域を限定します。すなわち、ソースタイプ毎に決まる領域とここで指定する領域が重なった部分
からソースを発生させます。書式は reg = { 1 - 5 } 10 34 です。また、reg = ( 6 <ntmax =

10[1 0 0] < u=3 ) などの lattice, universe 構造も指定できます。詳細は、6.1.1 節にある
タリーの領域指定箇所を参照して下さい。
(D=1000) 領域限定の際の最大再試行回数。

trcl =(D=なし) 座標変換番号もしくは座標変換定義。

wgt =(D=1.0) ソース粒子のウエイト。

factor =(D=1.0) ソース粒子の規格化定数。全てのタリー結果を factor 倍します。ただし、マル
チソースの場合は使えませんので、規格化は totfact を用いて行って下さい。また、マルチソースでない場合、totfact * factor が実質的な規格化定数になります。

izst =(D=proj で指定した粒子の電荷) 入射粒子の電荷 (charge state)。
[magnetic field] や [electro magnetic field] セクションで定義できる磁場や電場中の運動を記述する際にのみ使用されます。また，[parameters] において ifixchg=1 とした場合は，ATIMA で計算する阻止能もこの電荷となります。ここで指定した値は輸送の途中で変化しません。ただし、核反応で生成された原子核の電荷は Z に戻る。

cnt(i) =(D=0) ソース粒子の counter 初期値。i は counter 番号 (i=1–3）に対応します。各<source>
で異なるカウンター初期値を設定することにより，それぞれの寄与を区別してタリーすることが可能です。

入射粒子の方向は dir, phi, dom の 3 つパラメータを用いて指定します。図 8 にこれらと入射粒子の方向との関係を示しまz

す。入射粒子の方向を太い実線で表しており、極角と方位角をそ

cosθ=dir

れぞれ θ, ϕ とした場合に、cos θ =dir, ϕ =phi の関係があります。
ただし、dir は cos θ の値を、phi は degree 単位の値を与えます。

θphi は省略可能で、その場合はランダムとなります。dom は入射粒子を発生させる際、一定の広がりをもたせる場合に利用します。dir, phi で決定した方向を中心に、平面角で ψ =dom、すな
わち立体角として 2π(1 − cos ψ) の範囲で入射粒子の方向をランダムに決定します。dom の値も degree 単位です。
入射粒子の方向を等方分布させたい場合は dir=all と設定し

ψ=dom

x

y
φ=phi

ます。他に、dir=data とし、その下に a-type サブセクションを用意することにより、任意の関数やデータの角分布をもつ線源

図 8: 入射粒子の方向とパラメータ dir,を模擬できます。

phi, dom の関係

5. 各セクションの書式

100

dir は、s-type=9 とそれ以外で意味が違うので注意してください。また、s-type=11,12 では dir= ±1
しか指定できません。
trcl の指定により、座標変換が使えます。wgt は、ソース粒子の初期ウエイトです。また、規格化定数
factor は、タリーなどの出力に乗じる定数です。dump ファイル読み込みの際に、オリジナルのソース当たりの出力にする場合などに便利です。wgt と factor は、逆数の関係になります。
スピンは、指定しないか全てゼロの場合は、未定義のまま磁場に入ります。この場合、磁場に入ったときの磁場の方向と偏極率に従い、初期スピンが定義されます。ここで、スピンが指定された場合は、磁場の定義の偏極率に関係なく、ここで定義されたスピンの方向で磁場に入ります。
表 45: 共通ソースパラメータ 2
パラメータ

ispfs = 0, 1, 2

説明(D=0) 自 発 核 分 裂 か ら の 中 性 子 線 源 。（Version 3.31 以 降 、RI 線 源 機 能(e-type=28,29) でも自発核分裂中性子が再現できるようになりましたので、γ 線との混合場を表現する場合はそちらの利用を奨励します。）

ispfs = 1,2 を指定し、proj として、U-238, Pu-238, Pu-240, Pu-242, Cm-242, Cm244, Cf-252, Th-232, U-232, U-233, U-234, U-235, U-236, Np-237, Pu-239, Pu-241,
Am-241, Bk-249 の放射性核種を指定した時、これらの核種が自発核分裂を起こした場合に放出される中性子を線源とすることができる。
ispfs=1 の場合、タリーの計算結果が自発核分裂の回数当たりで規格化されます。
これに対し、ispfs=2 の場合は、自発核分裂で発生した中性子 1 個当たりで規格化されます。
この線源を使用した場合、[source] セクションで指定した e0 や e-type で指定されるエネルギー分布、dir や a-type で指定される角度分布は無視されます。RI 線
源機能 (e-type=28,29) とは違い、proj で指定した粒子ではなく、中性子が線源粒
子となりますのでご注意ください。

ibatch =(D=all) itall=4 の場合に各マルチソースが有効となるバッチ番号を指定する。書
式は all, もしくはバッチ番号です。1-5 のように複数バッチ番号をまとめて指定することができます。

ispfs を用いた中性子線源については、文献67 にあるデータを参照しました。また、本文献にあるデータを用いる際、これらのデータ及び記述する FORTRAN プログラムの開発については、株式会社ナイスのLiem Peng Hong 氏のご協力を得ました。ここに氏への謝意を表します。
次のように、proj に Pu-240 を指定し、ispfs=1 とすると、Pu-240 の自発核分裂による放出される中性子が線源粒子となります。この場合、e0 の値も定義されていますが、無視されます。

67 J. M. Verbeke, C. Hagmnn, and D. Wright, “Simulation of Neutron and Gamma Ray Emission from Fission and Photofission”, UCRL-

AR-228518 (2014).

5.3. [ Source ] セクション[ S o u r c e ]s-type =1
proj =
e0 =
z0 =

240Pu
1.0
0

z1 =
r0 =

0
0.0

dir =
1.0000
ispfs = 1101

5. 各セクションの書式

102

5.3.3

円柱分布ソース

円柱分布ソースタイプに必要なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 46: 円柱分布ソースパラメータs-type = 1

円柱のとき。

x0 =(D=0.0) 円柱の中心軸の x 座標 [cm]。

y0 =
z0 =
z1 =

(D=0.0) 円柱の中心軸の y 座標 [cm]。
(D=0.0) 円柱の z 軸方向の下限 [cm]。
(D=0.0) 円柱の z 軸方向の上限（円面の場合は下限と同じ）[cm]。

r0 =
r1 =
dir =

(D=0.0) 円柱の半径（r0=0.0 のときペンシルビーム）[cm]。
(D=0.0) 円柱の内半径 [cm]。中空部分を指定する。
(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。
data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。

dom =(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。

e0 == −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

phi =e-type =（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

5.3. [ Source ] セクション

5.3.4

103

角柱分布ソース

角柱分布ソースタイプに必要なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 47: 角柱分布ソースパラメータs-type = 2角柱のとき。

x0 =(D=0.0) 角柱の下限の x 座標 [cm]。

x1 =
y0 =
y1 =

(D=0.0) 角柱の上限の x 座標 [cm]。
(D=0.0) 角柱の下限の y 座標 [cm]。
(D=0.0) 角柱の上限の y 座標 [cm]。

z0 =
z1 =
dir =

(D=0.0) 角柱の下限の z 座標 [cm]。
(D=0.0) 角柱の上限の z 座標（長方形の場合は下限と同じ）[cm]。
(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。
data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。

dom =(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。

e0 == −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

phi =e-type =（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

5. 各セクションの書式

104

5.3.5

ガウス分布ソース (x, y, z 独立)

このガウス分布は、 x, y, z 軸で独立なガウス分布です。ガウス分布 (x, y, z 独立) ソースタイプに必要なパラメーターを以下に示します。パラメーターの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 48: ガウス分布 (x, y, z 独立) ソースパラメータs-type = 3ガウス分布（ x, y, z 独立）のとき。

x0 =
x1 =
y0 =

(D=0.0) ガウス分布の中心の x 座標 [cm]。
(D=0.0) ガウス分布の x 方向の半値全幅 [cm]。
(D=0.0) ガウス分布の中心の y 座標 [cm]。

y1 =
z0 =
z1 =

(D=0.0) ガウス分布の y 方向の半値全幅 [cm]。
(D=0.0) ガウス分布の中心の z 座標 [cm]。
(D=0.0) ガウス分布の z 方向の半値全幅 [cm]。

dir =(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。

phi =data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。
(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。

dom =(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。
= −1 ; cos2 の bias がかかった分布。

e0 =e-type =（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。
（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

5.3. [ Source ] セクション

5.3.6

105

一般パラボラ分布ソース (x, y, z 独立)

このパラボラ分布は、 x, y, z 軸で独立なパラボラ分布です。一般パラボラ分布 (x, y, z 独立) ソースタイプに必要なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 49: 一般パラボラ分布 (x, y, z 独立) ソースパラメータs-type = 7

一般パラボラ分布 (x, y, z 独立) のとき。

x0 =(D=0.0) X パラボラ分布の中心の x 座標 [cm]。

x1 =
y0 =

(D=0.0) X パラボラ分布の幅 [cm]。
(D=0.0) Y パラボラ分布中心の y 座標 [cm]。

y1 =
z0 =
z1 =

(D=0.0) Y パラボラ分布の幅 [cm]。
(D=0.0) Z パラボラ分布の中心の z 座標 [cm]。
(D=0.0) Z パラボラ分布の幅 [cm]。

rn =
dir =

(D=2) 一般パラボラの次数。
(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。

phi =all を指定した時は、等方分布。
data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。
(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。

dom == all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。

e0 =e-type == −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。
（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

5. 各セクションの書式

106

5.3.7

ガウス分布ソース (xy 平面)

このガウス分布は、xy 平面でのガウス分布です。ガウス分布 (xy 平面) ソースタイプに必要なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 50: ガウス分布 (xy 平面) ソースパラメータs-type = 13ガウス分布 (xy 平面) のとき。

x0 =
y0 =
r1 =

(D=0.0) ガウス分布の中心の x 座標 [cm]。
(D=0.0) ガウス分布の中心の y 座標 [cm]。
(D=0.0) ガウス分布の半値全幅 [cm]。

z0 =
z1 =
dir =

(D=0.0) z 軸方向の下限 [cm]。
(D=z0) z 軸方向の上限 [cm]。
(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。
data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。

dom =(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。

e0 == −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

phi =e-type =（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

5.3. [ Source ] セクション

5.3.8

107

一般パラボラ分布ソース (xy 平面)

このパラボラ分布は、xy 平面でのパラボラ分布です。一般パラボラ分布 (xy 平面) ソースタイプに必要なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 51: 一般パラボラ分布 (xy 平面) ソースパラメータs-type = 15

一般パラボラ分布 (xy 平面) のとき。

x0 =
y0 =
r1 =

(D=0.0) パラボラ分布の中心の x 座標 [cm]。
(D=0.0) パラボラ分布の中心の y 座標 [cm]。
(D=0.0) パラボラ分布の幅 [cm]。

z0 =
z1 =
rn =

(D=0.0) z 軸方向の下限 [cm]。
(D=z0) z 軸方向の上限 [cm]。
(D=2) 一般パラボラの次数。

dir =(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。

phi =data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。
(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。

dom =(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。
= −1 ; cos2 の bias がかかった分布。

e0 =e-type =（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。
（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

5. 各セクションの書式

108

5.3.9

球及び球殻分布ソース

球及び球殻分布ソースタイプに必要なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。(D=***)のあるものは、省略可能です。
表 52: 球及び球殻分布ソースパラメータs-type = 9

球及び球殻分布のとき。

x0 =(D=0.0) 球及び球殻分布の中心の x 座標 [cm]。

y0 =
z0 =
r1 =

(D=0.0) 球及び球殻分布の中心の y 座標 [cm]。
(D=0.0) 球及び球殻分布の中心の z 座標 [cm]。
(D=0.0) 球及び球殻分布の内半径 [cm]。ゼロの場合は球。

r2 =
dir =

(D=0.0) 球及び球殻分布の外半径 [cm]。
(D=1.0) 入射粒子の方向。
dir = 1.0 : 球の中心からの外向き法線方向。
dir = -1.0 : 球の中心からの法線の内向き方向。
dir = all : all を指定した時は、等方分布。
dir = -all : 球の中心からの法線の内向き cos 分布。cos2 の bias がかかる。領域の体積や表面積の計算に用いることができる。
dir = data : この場合は、a-type サブセクションが必要。

ag1 =

dir = iso : 中心から r1 の距離にある半径 r2 の円面から垂直に球側に向けて一様分布。
(D=-1.0) dir=iso の場合の天頂角カットオフ最小値。

ag2 =
pg1 =
pg2 =

(D=1.0) dir=iso の場合の天頂角カットオフ最大値。
(D=0.0) dir=iso の場合の方位角カットオフ最小値 [degree]。
(D=360.0) dir=iso の場合の方位角カットオフ最大値 [degree]。

isbias =e0 =e-type =(D=0) ag1,ag2,pg1,pg2 を使って角度範囲を指定した際、カットオフされた粒子の処理方法。
=0 エネルギー 0 の光子を発生させることにより、次のヒストリーに進む。
=1 許容角度内に粒子が発生するまで再サンプリングする。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。
（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

r2r1

図 9: dir=iso の場合のイメージ図

s-type=9 のソースを flux を用いた体積、面積計算に用いるには、dir=-all, r1=r2 とします。その際の球の内側におけるフラックスは 1/π/(r1)2 となります。また、dir=iso とした場合も同様となります。

5.3. [ Source ] セクション109

r1 と r2 の関係は、dir=iso の場合を除いて r1≤r2 としてください。dir=iso の場合は基本的に r1=r2
としてください（r1>r2 でも可）。
ag1,ag2,pg1,pg2 を使って角度範囲を指定した場合、その範囲外の粒子がサンプリングされた場合は、その粒子をエネルギー 0 の光子として即座にカットオフします。したがって、不要な方向からの粒子を発生させずに計算時間を短縮することができます。一方、即座にカットオフされた光子も線源としてカウントされますので、規格化定数 (totfact) は、ag1 や ag2 を指定しない場合（例えば、単位フルエンス (/cm2 ) あ
たりに規格化したい場合は線源面の表面積 π(r2)2 ）から変更する必要はありません。ただし、isbias=1 とした場合は、許容角度内に粒子が発生するまで再サンプリングされますので、計算時間は短縮できますが、
予めサンプリングが成功する割合を計算して totfact に乗じておく必要があります。

5. 各セクションの書式

110

5.3.10 位相空間線源
ビーム方向に垂直な位相空間で指定するソース分布です。加速器における RMS エミッタンス（エネルギーによる規格化はされていません）の線源を模擬する際、有用となります。以下、位相空間線源で必要なパラメータを示します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 53: 位相空間線源のパラメータs-type = 11

位相空間線源のとき。

x0 =
y0 =

(D=0.0) ビーム中心の x 座標 [cm]。
(D=0.0) ビーム中心の y 座標 [cm]。

z0 =
z1 =

(D=0.0) z 軸方向の下限 [cm]。
(D=0.0) z 軸方向の上限 [cm]。

rx =
ry =
wem =

(D=0.0) x 方向における位相空間の楕円の傾き [rad]。
(D=0.0) y 方向における位相空間の楕円の傾き [rad]。
(D=0.0) 位相空間からのサンプリング方法（図 10 参照）。
wem > 0: 位相空間に一様な線源。wem は RMS エミッタンス [πcm × mrad] を表す。
wem = 0: 位相空間にガウス分布する線源。

x1 =(D=0.0)x 方向の最大半径/最大角度の比 [cm/mrad]。(wem>0 の場合)
rx=0 における x 方向のガウス分布標準偏差 [cm]。(wem=0 の場合)

y1 =(D=0.0)y 方向の最大半径/最大角度の比 [cm/mrad]。(wem>0 の場合)

xmrad1 =ymrad1 =x2 =y2 =ry=0 における y 方向のガウス分布標準偏差 [cm]。(wem=0 の場合)
(D=0.0) rx=0 における x 方向角度のガウス分布標準偏差 [mrad]。(wem=0 のみ有効)(D=0.0) ry=0 における y 方向角度のガウス分布標準偏差 [mrad]。(wem=0 のみ有効)(D=0.0) x 方向の位相空間中心 [cm]。
(D=0.0) y 方向の位相空間中心 [cm]。

xmrad2 =ymrad2 =dir =(D=0.0) x 方向角度の位相空間中心 [mrad]。
(D=0.0) y 方向角度の位相空間中心 [mrad]。
(D=1) 入射粒子の軸方向の方向余弦。1 か −1 のみ指定可能。

e0 =e-type =（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。
（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

サンプリングされた位相空間座標が (X, X ′ ), (Y, Y ′ ) の場合、位相空間の傾きと中心のずれを考慮した後の座標 (Xm , Xm′ ), (Ym , Ym′ ) は以下の数式で計算されます。

Xm=

X cos (rx) − X ′ sin (rx) + x2

Xm′=

X sin (rx) + X ′ cos (rx) + xmrad2

Ym=

Y cos (ry) − Y ′ sin (ry) + y2

Ym′=

Y sin (ry) + Y ′ cos (ry) + ymrad2

最終的な線源の発生位置 x[cm],y[cm] 及びその方向ベクトル (u, v, w) は以下の計算式で決定されます（た5.3. [ Source ] セクションy͛΀ŵƌĂĚ΁111

y͛΀ŵƌĂĚ΁ƐƋƌƚ;ǁĞŵͬǆϭͿ

ıŵƌĂĚ
ıĐŵ

y΀Đŵ΁
;Ϭ͕ϬͿ

ƐƋƌƚ;ǁĞŵΎǆϭͿǆŵƌĂĚϭ

;Ϭ͕ϬͿ

y΀Đŵ΁
ǆϭ

dƌĂŶƐĨŽƌŵ

dƌĂŶƐĨŽƌŵy͛΀ŵƌĂĚ΁y͛΀ŵƌĂĚ΁ƌǆ΀ƌĂĚ΁ƌǆ΀ƌĂĚ΁y΀Đŵ΁;ǆϮ͕ǆŵƌĂĚϮͿy΀Đŵ΁;ǆϮ͕ǆŵƌĂĚϮͿ'ĂƵƐƐŝĂŶ;ǁĞŵсϬͿhŶŝĨŽƌŵ;ǁĞŵхϬͿ

図 10: 位相空間からのサンプリング方法

だし dir=1.0 の場合）。

x=

Xm + x0y=

Ym + y0

u

=

√

v

=

√

w

=

√

tan (Xm′ /1000)

1.0 + tan2 (Xm′ /1000) + tan2 (Ym′ /1000)tan (Ym′ /1000)
1.0 + tan2 (Xm′ /1000) + tan2 (Ym′ /1000)
1.0
1.0 + tan2 (Xm′ /1000) + tan2 (Ym′ /1000)

例えば、位相空間にガウス分布する線源で 10π mm·mrad の rms エミッタンスを設定したい場合、wem=0とした上、x1=0.2、xmrad1 ＝ 5.0 というように、x と xmrad と π の積、つまり位相空間図上の距離 rms と角度 rms で表される楕円面積 (x1*xmrad*π mm·mrad) の大きさを包括する 2 次元ガウス分布を設定します。
なお、x2 や xmrad2 などは、ビーム軸やビーム発散角の軸のずれを表現するためのパラメータで、理想的√√なビームに対しては 0 となります。一方、wem>0 の場合は、 x = wem ∗ x1 と xmrad= wem/x1 と π の積で表される位相空間上の楕円の中に、発生線源のすべてが一応に収まるような分布の線源となります。この時、楕円の内部以外の部分には線源分布は発生しませんので、一般的な加速器ビームを模擬する場合は、

wem=0 を選択して、rms エミッタンスで表現される分布以外にも粒子分布を発生することができる 2 次元ガ
ウス分布形状にしてお使いください。

5. 各セクションの書式

112

5.3.11s-type = 12 ソース

decay-turtle の出力をソースとして取り込みます。s-type=12 の分布ソースタイプに必要なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
入力ファイルのソースの数が足りなくなった場合は、初めに戻って同じデータを繰り返し使います。
表 54: s-type = 12 のソースパラメータs-type = 12

decay-turtle の出力を読み込むとき。

x0 =
y0 =

(D=0.0) ビームの x 座標のオフセット [cm]。
(D=0.0) ビームの y 座標のオフセット [cm]。

z0 =
dir =
file =(D=0.0) ビームの z 座標のオフセット [cm]。
(D=1) 入射粒子の軸方向の方向余弦。1 か −1 のみ指定可能。
decay-turtle 出力ファイル名（パスも含む）。

decay-turtle の出力のデータ形式は、倍精度、アスキー形式で、各レコードは、
xp, xq, yp, yq, e0, wt0, pz0

で、それぞれは次の様な変数です。
表 55: decay-turtle データ
変数

説明

xp, ypビーム粒子の入射位置 [cm]。

xq, yqe0

ビーム粒子の進行方向に垂直な面となす角度 [mrad]。

wt0
pz0

ビーム粒子の運動量 [GeV/c]。
ビーム粒子のウエイト。
ビーム粒子の偏極度（未使用）。

5.3. [ Source ] セクション113

5.3.12 円錐形状分布ソース
円錐形状分布ソースタイプに必要なパラメータを以下に示します。線源粒子は円錐の側面からのみ発生します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 56: 円錐形状分布ソースパラメータs-type = 18

円錐形状。

x0 =
y0 =
z0 =

(D=0.0) 円錐の頂点の x 座標 [cm]。
(D=0.0) 円錐の頂点の y 座標 [cm]。
(D=0.0) 円錐の頂点の z 座標 [cm]。

x1 =
y1 =

(D=0.0) 円錐頂点から底面中心に向けたベクトルの x 成分 [cm]。
(D=0.0) 円錐頂点から底面中心に向けたベクトルの y 成分 [cm]。

z1 =
r0 =
r1 =

(D=0.0) 円錐頂点から底面中心に向けたベクトルの z 成分 [cm]。
(D=0.0) 母線の長さ [cm]。
(D=0.0) カットする円錐部分の母線の長さ [cm]。カットされた円錐の側面を線源領域とする場合に指定します。これを指定すると、頂点から r1 離れた位置までは線源を発生させず、r1 から r0 の間の位置で線源を発生させます。r1<r0 としてください。

r2 =
dir =

phi =
dom =
e0 =
e-type =(D=0.0) 円錐の母線と軸のなす角度 [degree]。
(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。
data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。
(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。
= −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。
（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

5. 各セクションの書式

114

5.3.13 三角柱形状分布ソース
s-type=20 とすることで、三角柱形状に線源を発生させることができます。パラメータ exa を指定する
ことで、上底面もしくは下底面から、指数関数的 exp(−ax) にソース強度が減衰する分布、もしくは一様な分布を定義することができます。前者は、exa に正の値を与えることで、係数の値 a を指定できます。
三角柱形状分布のソースタイプに必要なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。

(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 57: 三角柱状分布ソースパラメータs-type = 20三角柱形状。

x0 =(D=0.0) 三角柱の頂点の x 座標 [cm]。

y0 =
z0 =

(D=0.0) 三角柱の頂点の y 座標 [cm]。
(D=0.0) 三角柱の頂点の z 座標 [cm]。

x1 =
y1 =
z1 =

(D=0.0) 三角柱頂点から第 1 頂点へのベクトルの x 成分 [cm]。
(D=0.0) 三角柱頂点から第 1 頂点へのベクトルの y 成分 [cm]。
(D=0.0) 三角柱頂点から第 1 頂点へのベクトルの z 成分 [cm]。

x2 =
y2 =

(D=0.0) 三角柱頂点から第 2 頂点へのベクトルの x 成分 [cm]。
(D=0.0) 三角柱頂点から第 2 頂点へのベクトルの y 成分 [cm]。

z2 =
x3 =
y3 =

(D=0.0) 三角柱頂点から第 2 頂点へのベクトルの z 成分 [cm]。
(D=0.0) 三角柱頂点から底面頂点へのベクトルの x 成分 [cm]。
(D=0.0) 三角柱頂点から底面頂点へのベクトルの y 成分 [cm]。

z3 =
exa =

(D=0.0) 三角柱頂点から底面頂点へのベクトルの z 成分 [cm]。
(D=0.0) 指数関数減衰の係数。exa>0; exp (−ax), exa=0; 一様分布。

dir =(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。
data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。

phi =(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。

dom =(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。
= −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

e0 =e-type =（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

図 11: 三角柱分布の座標の指定

5.3. [ Source ] セクション

5.3.14115

xyz メッシュ空間分布ソース

s-type=22 により複雑な空間分布をもつ線源を発生させることができます。空間分布を定義するパラメー
タは、x, y, z-type サブセクションとその直後に記載する相対強度 Ii jk , (i = 1, · · · , n x ; j = 1, · · · , ny ; k =1, · · · , nz ) です。dir, phi, dom によって線源の方向を指定することも可能です。ただし、空間メッシュ毎に方向を変えることはできないので注意してください。表 58 にメッシュ空間分布ソースのパラメータを示します。パラメータの順序は、相対強度のデータを除き、自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。

表 58: xyz メッシュ空間分布ソースパラメータs-type = 22

xyz メッシュ空間分布。

mesh = xyz
x-type =mesh は xyz のみ選択できます。
x-type の型。この下に x-type サブセクションが必要。

y-type =z-type =y-type の型。この下に y-type サブセクションが必要。
z-type の型。この下に z-type サブセクションが必要。
x-,y-,z-type サブセクションの下に、相対強度 Ii jk のデータを並べます。データは x, y, zの順に変化させてください。ただし、x-,y-,z-type サブセクションの nx,ny,nz が正の場合は昇順、負の場合は降順となります。

dir =(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。
data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。

dom =(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。

e0 == −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

phi =e-type =isbias =（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

(D=0) 各メッシュから発生させる粒子の数を変化させて線源強度を調整。
= 1 各メッシュからランダムに粒子を発生させ、その weight を変化させて線源強度を調整。

= 2 各メッシュから均等に粒子を発生させ、その weight を変化させて線源強度を調整。
この場合、一度、粒子が発生したメッシュからは、全てのメッシュから粒子が発生するまで再度粒子が発生しなくなります。ただし、メモリ分散型（MPI）並列の場合は、各ノードで粒子が発生したメッシュを記録しますので、別のノードの計算で同じメッシュから粒子が発生する場合もあります。

相対強度 Ii jk のデータの順番は、nx,ny,nz が全て正の場合は次のようになります。

I111 , I211 , · · · , Inx 11 , I121 , I221 , · · · , Inx ny 1 , I112 , I212 , · · · , Inx ny nz(3)

ここで、n x =|nx|, ny =|ny|, nz =|nz|です。そして、例えば nx,ny が正、nz が負の場合は、

I11nz , I21nz , · · · , Inx 1nz , I12nz , I22nz , · · · , Inx ny nz , I11nz −1 , I21nz −1 , · · · , Inx ny 1のように、k = nz =|nz|となる行列要素を最初に並べてください。

s-type=22 とした例題を以下に示します。

(4)

5. 各セクションの書式

116

例 1: xyz メッシュ空間分布ソースの例題
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:

[ S o u r c e ]s-type = 22
proj = neutrone0 = 1.0
dir = allmesh = xyz
x-type = 2
nx = 3xmin = -10
xmax = 10
y-type = 2
ny = -3ymin = -10
ymax = 10z-type = 2
nz = -2
zmin = -10
zmax = 10
1 2 3
4 5 6
7 8 9
1 0 3
0 5 0
7 0 9

この例題では、 x, y, z 軸に関して −10cm から 10cm の範囲を線源領域とし、それぞれ 3,3,2 に分割しています。ただし、ny と nz は負で定義しているため、相対強度 Ii jk は j と k に関して降順に並べます。よって、
例題の 19-21 行目には、k = 2、すなわち [0cm≤ z ≤10cm] の範囲のデータが並べられており、

 I132 I122

I112

I232
I222
I212

 
I332   1 2
 
I322  =  4 5
 
7 8
I312


3 

6 

9(5)となります。また、23-25 行目には、k = 1、すなわち [−10cm≤ z ≤0cm] の範囲のデータが並んでおり、 I131 I121

I111

I231
I221
I211

 
I331   1 0
 
I321  =  0 5
 
7 0
I311


3 

0 

9(6)となります。図 12 に、この条件で発生させた線源の空間分布を示します。[t-product] において output=source
として求めており、左図が [0cm≤ z ≤10cm]、右図が [−10cm≤ z ≤0cm] の結果です。左図において、番号

1,2,3,4,5,6,· · · の領域が、それぞれ I132 , I232 , I332 , I122 , I222 , I322 , · · · と対応しており、領域番号が増加するにつれて、段階的に線源の発生量が増加しているのがわかります。右図においては、番号 2,4,6,8 の領域で線源が発生しておらず、式 6 の右辺において 0 とした Ii jk と対応しています。

5.3. [ Source ] セクション

117

20

20

3

4

5

6

7

8

9

10−4

−10

0

2

3

4

5

6

7

8

9

10−4

−10
11

−20
−20

1

Number [1/source]02y [cm]

10
1

Number [1/source]y [cm]

10

11

−10

0
x [cm]

10

20

−20
−20

−10

0
x [cm]

1020

図 12: 例題 1 の線源を [t-product] によりタリーした結果。左図が [0cm≤ z ≤10cm]、右図が [−10cm≤

z ≤0cm] の結果である。

5. 各セクションの書式

118

5.3.15 連続四面体を線源とするソース
s-type=24 により、体系で定義した連続四面体形状（5.6.5.4 節）の各四面体から発生する線源を考慮することができます。四面体が属する universe のセル番号を指定することで、同じ universe に属する四面体から各四面体の体積の割合に従って粒子が均一に発生します。ここでは、セル番号は一個しか設定できないので、二個以上のセル番号を指定したい場合は、マルチソース（5.3.1 節）を用いて設定してください。dir,phi, dom によって線源の方向を指定することも可能です。表 59 に連続四面体ソースのパラメータを示します。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。\utility\TetraGEOM フォル
ダにある資料やサンプルインプットもご参照ください。
表 59: 連続四面体ソースパラメータs-type = 24
tetreg =dir =連続四面体形状。
四面体が属する universe のセル番号。1 つしか指定できない。

(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。
data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。

dom =(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。

e0 == −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

phi =e-type =（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

s-type=24 とした例題を以下に示します。
例 2: 連続四面体ソースの例題
1:
2:
3:
4:
5:
6:

[ S o u r c e ]s-type = 24
proj = proton
tetreg = 201
dir = alle0 = 70

この例題では、tetreg により指定したセル番号 201 の領域から一様に発生する線源を定義しています。ここで指定するセル番号は、例 43 の 13 行目のように何らかの universe に属している必要があります。

5.3. [ Source ] セクション119

5.3.16 面上分布ソース
特定の面から発生するソースを定義します。面線源では線源の発生位置での面の法線を z 軸として、角度分布は既存の定義が使えます。定義に必要なパラメータを以下に示します。パラメータの順序は自由です。

(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 60: 面上分布ソースパラメータs-type = 26suf =面線源のとき。
粒子を発生させる面番号。[surface] セクションで定義した面番号で指定します。指定できる面の種類は PX, PY, PZ, SO, S, SX, SY, SZ, C/X, C/Y, C/Z, CX, CY, CZ
で，2 つ以上の面は指定できません。

cut =粒子を発生する面上の領域を制限します。[surface] セクションで定義した面番号に符号を付けて指定します。複数の面番号を指定することができますが、球や円柱は合わせて 1 つしか定義することができません。面番号の符号は、[cell] セクションで領域を定義する時と同様の意味を持ちます。ただし、:や ( ) は使えません。例えば cut = 1-2 3 -4 であれば、面 1 及び 3 のプラスもしくは外側かつ面 2 及び 4 のマイナスもし
くは内側で囲まれる領域を指定することになります。また、指定した領域が閉じられて

dir =いない場合はエラーとなります。例えば、s や cx などで外側を指定した場合は、必ず、
px,py,pz を使って閉じた領域を設定する必要があります。
(D=1.0) 線源の発生位置での面の法線からの方向余弦。all を指定した時は、等方分布。

phi =data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。
(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。

dom =
e0 =
e-type == all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。
= −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。
（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

suf や cut で指定する面番号を [surface] セクションで定義する際、trcl は使用できません。[source]
セクションで指定した trcl は有効です。

5. 各セクションの書式

120

5.3.17

dump データソース

s-type=17 とすることで dump ファイルに落とされた粒子情報を線源として利用できます。パラメータ
idmpmode を切り替えることにより、粒子情報の取り扱い方法として 2 種類を選択することができます。
idmpmode=0 の場合は、dump ファイルに記録された粒子を一つ一つの独立したイベントによる粒子であるとして統計処理を行います。対して idmpmode=1 の場合は、dump ファイルに記録されたヒストリーとバッチの情報を利用することで、dump ファイルを作成した際のイベント情報を基に粒子間の相関を考慮した統計処理を行います。dump ファイルを用いたつなぎ計算を行う場合は、前段階のイベント情報を考慮して統計誤差を評価できるように idmpmode=1 としてください。68
このソースタイプに関連するパラメータは以下の通りです。パラメータの順序は自由です。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 61: dump データのソースパラメータ (1)s-type = 17

dump ファイルを読み込むとき。

file =

dump ファイル名（パスも含む）。

dump =

dump データの個数。負で与えた時はアスキーファイル。

(次行)

dump データの情報。

jpsf =

Phase space file 用の特別オプション。z0 の指定が必要。
=1 は変換時に weight 無しの場合。=2 は有りの場合。
以下のものが指定されたとき、dump データがある場合も(以下省略可能)dump データより優先します。

x0 =下限 x 座標 [cm]。

x1 =
y0 =

上限 x 座標 [cm]。

y1 =
z0 =
z1 =

上限 y 座標 [cm]。

sx =
sy =

スピンの方向ベクトルの x 成分。

sz =
dir =

スピンの方向ベクトルの z 成分。

下限 y 座標 [cm]。
下限 z 座標 [cm]。
上限 z 座標 [cm]。
スピンの方向ベクトルの y 成分。
入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。

all を指定した時は、等方分布。
phi =
dom =
e0 =
e-type =wgt =data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。
(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。
= −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。
（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

(D=1.0) ソース粒子のウエイト。

68 idmpmode=1 および dmpmulti による使い回し計算は、日本原子力学会「2015 年春の年会」での波戸氏 (KEK) らの発表 “モンテ

カルロつなぎ計算における不確かさ評価”（演題番号 N50）を参考に改良を行ったものです。

5.3. [ Source ] セクション121

表 62: dump データのソースパラメータ (2)(以下省略可能)以下のものも指定可能です。

factor =t-type =(D=1.0) ソース粒子のウエイトの規格化定数。
(D=0) 時間分布.

reg =
ntmax =

(D=all) 領域を限定する。
(D=1000) 領域限定の際の最大再試行回数。

trcl =(D=なし) 座標変換番号もしくは座標変換定義。

idmpmode =dump ソースモードの選択。
(D=0) dump データが nocas と nobach の情報を含まない場合。
(D=1) dump データが nocas と nobach の情報を含む場合。
=0: dump ファイルに記録された粒子情報を 1 つ 1 つの独立したヒストリーとして統計処理を実行する。
=1: dump ファイルを作成した際のヒストリーの情報（粒子間の相関）を考慮し統計処理を実行する。

dmpmulti =dump ファイルの使い回しの回数。
(D=0.0) idmpmode=0 の場合。
(D=1.0) idmpmode=1 の場合。
=0.0: (maxcas*maxbch) で指定した全ヒストリー数の計算が終了するまで使いまわす。
ただし、idmpmode=1 の場合は指定できない。
>0.0: 指定した回数だけ粒子情報を使いまわす。小数点以下の数字はデータを確率的に採用（ロシアンルーレット）することで考慮する。

idmpmode=1 を使用するためには、使用する dump データにヒストリー番号 (nocas) とバッチ番号 (nobch)が含まれている必要があります。PHITS のタリー出力により dump ファイルを生成すると、ファイル名に“ dmp ” が付いた dump ファイルと共に “ dmp ” が付かない通常のタリーファイルが生成されますが（6.7.21
節参照）、idmpmode=1 を使用するためには、この通常タリーファイルも必要とされますので、使用する
dump ファイルと同じフォルダに配置してください。idmpmode=1 では、この通常タリーファイルから前段
階の maxcas,maxbch の情報を読み込みます。これによりインプットファイルに記述した maxcas,maxbchの値は無視されます。また、idmpmode=1 ではソースの規格化定数 totfact の値が無視されます。ソースの規格化定数 totfact を乗じた計算を行いたい場合は、dump ファイルを作成する前段階の計算において乗じるようにしてください。dump ファイル内の粒子のウェイト値に反映されます。idmpmode=1 はマルチソー
スと同時に使うことはできません。

dmpmulti は dump ファイルの使い回しの回数を制御します。dmpmulti=2.0 の場合 dump ファイルを 2 回
使い回しますが、具体的には、1 個の粒子情報に対してウエイト値を 0.5 倍した 2 個の粒子を線源として発生させた計算を実行します。小数点以下の数字は、使い回す回数をもう 1 つ増やすかどうかに関連し、各々の粒子情報に対して乱数により決定します。例えば、dmpmulti=2.3 の場合、使い回す回数が 70%の確率で2 回、30%の確率で 3 回となります。また、dmpmulti=0.0 を指定した場合は、maxcas,maxbch で指定される全イベントが終了するまで、dump ファイルを使い回します。ただし、これは idmpmode=0 でのみ有効となります。
dump ファイルを線源として使う計算では、基本的に再開始計算 (istdev<0) はできません。dmpmulti=0.0の時のみ可能ですが、この場合は idmpmode=0 となるため、dump データの粒子情報を 1 つ 1 つの独立したヒストリーとして扱うことになり、データが十分にないと統計的に偏った結果を与えることになります。
よって、統計量を増やした結果を得るためには、基本的には dmpmulti の値を大きく取って再度計算してく5. 各セクションの書式

122

ださい。ただしこの場合も、dump ファイルにあるデータ量が十分でないと、dmpmulti を増やしても、求める精度まで統計誤差が小さくならない可能性があるのでご注意ください。データ量が少ない場合は、dump
ファイルにデータを蓄える計算の段階からやり直す必要があります。

dump データの情報は、まず dump =でデータの個数を指定します。正で与えた時はバイナリーファイルの読み込み、負で与えた時はアスキーファイルの読み込みをします。次の行に 1 つのレコードのデータの並びを指定します。その時の番号と物理量の関係は、以下の通りです。
表 63: dump データの種類と番号 (1)
物理量

kf

x

y

z

u

v

w

e

wt

time

c1

c2

c3

sx

sy

sz

番号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

表 64: dump データの種類と番号 (2)
物理量

name

nocas

nobch

no

番号

17

18

19

20

ここで、kf は粒子を識別する kf-code（表 4 を参照）、x, y, z 単位を cm とする空間座標、u, v, w は運動量の単位ベクトル、e は MeV を単位とするエネルギー（原子核の場合は MeV/n）、wt は粒子ウエイト、time は
時間 (単位は nsec)、c1, c2, c3 はカウンターの値、sx, sy, sz はスピンの方向ベクトルです。name は粒子の衝
突回数、nocas はあるバッチの中のヒストリー番号、nobch はバッチ番号、no はそのヒストリー中でのカス
ケード ID です。これらはバイナリーのときは real*8 のデータで、アスキーのときは n(1p1d24.15) のデータ
フォーマットで格納されています。
例えば、9 つのデータが次の順番で並んでいる時、

kf

e

wt

x

y

z

u

v

w

3

4

5

6

7

このデータを読み込むには、

dump = 91と指定します。

892

5.3. [ Source ] セクション123

5.3.18 ユーザー定義ソース
usrsors.f にプログラムを書き込むことにより、ユーザー定義のソースを利用することができます。以下に示すソースのパラメータをソースセクションに指定した場合は、ユーザーソースで定義された値よりも優先します。
表 65: ユーザー定義ソースで指定できるパラメータs-type = 100

ユーザー定義ソースのとき。
以下のものが指定されたとき、ユーザー定義データがある場合も(以下省略可能)ユーザー定義データより優先します。

x0 =下限 x 座標 [cm]。

x1 =
y0 =
y1 =

上限 x 座標 [cm]。

z0 =
z1 =

下限 z 座標 [cm]。

sx =
sy =
sz =

スピンの方向ベクトルの x 成分。

dir =(D=1.0) 入射粒子の z 軸方向からの方向余弦。
all を指定した時は、等方分布。

phi =
dom =
e0 =

下限 y 座標 [cm]。
上限 y 座標 [cm]。
上限 z 座標 [cm]。
スピンの方向ベクトルの y 成分。
スピンの方向ベクトルの z 成分。

data を指定した時は、a-type サブセクションが必要。
(D=all) 入射粒子の方位角 [degree]。
= all; 0 から 360 の範囲でランダムに決定。
(D=0.0) 入射粒子方向の立体角範囲 [degree]。
= −1 ; cos2 の bias がかかった分布。
（単色の場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

e-type =wgt =（分布をもつ場合）入射粒子のエネルギー [MeV/n]。

factor =t-type =reg =(D=1.0) ソース粒子のウエイトの規格化定数。
(D=0) 時間分布。
(D=all) 領域を限定する.

ntmax =
trcl =(D=1000) 領域限定の際の最大再試行回数。
(D=なし) 座標変換番号もしくは座標変換定義。

(D=1.0) ソース粒子のウエイト。

インプットファイルで set により指定したユーザー定義定数 c1-c99 は、プログラム内で cval(1-99) により参照できます。ただし、複数回指定した場合は最後に定義した値が有効となります。

5. 各セクションの書式

124

デフォルトで usrsors.f に入っているプログラムは、以下のようなものです。最初のコメント部に、ソースに必要な変数と、粒子指定に必要な kf code のリストがあります。次に、プログラム内で使用できる一様乱数と、ガウス乱数の function の説明があります。プログラムの最初の部分は、初期化の際のファイルのオー
プンの例があります。最後の部分に必要な変数の値の一つの例が書かれています。この例題を参考にユー
ザー定義ソースを書いてください。ソースセクションで指定した変数は、優先しますから、その場合は、ここで定義する必要はありません。
ファイル 1: usrsors.f
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:
26:
27:
28:
29:
30:
31:
32:
33:
34:
35:
36:
37:
38:
39:
40:
41:
42:
43:
44:
45:
46:
47:
48:
49:
50:
51:

************************************************************************
subroutine usrsors(x,y,z,u,v,w,e,wt,time,name,kf,nc1,nc2,nc3,&sx,sy,sz)*
sample subroutine for user defined source.
**
variables :**x, y, z : position of the source.
**u, v, w : unit vector of the particle direction.
**e: kinetic energy of particle (MeV).
**wt: weight of particle.
**
time: initial time of particle. (ns)**name: usually = 1, for Coulmb spread.
**kf: kf code of the particle.
**
nc1: initial value of counter 1**
nc2: initial value of counter 2**
nc3: initial value of counter 3**
sx,sy,sz : spin components**----------------------------------------------------------------------**
kf code table**kf-code: ityp : description**
2212 :
1 : proton**
2112 :
2 : neutron
*
*
211 :
3 : pion (+)
*
*
111 :
4 : pion (0)**-211 :
5 : pion (-)
*
*
-13 :
6 : muon (+)**
13 :7 : muon (-)
*
*
321 :
8 : kaon (+)
*
*
311 :
9 : kaon (0)**-321 : 10 : kaon (-)**
kf-code of the other transport particles
*
*
12 :
nu_e
*
*
14 :
nu_mu
*
*
221 :
eta
*
*
331 :
eta’
*
*
-311 :
k0bar**-2112 :
nbar**
-2212 :
pbar**
3122 :
Lanmda0**3222 :
Sigma+**
3212 :
Sigma0**3112 :
Sigma**
3322 :
Xi0**
3312 :
Xi**
3334 :
Omega**----------------------------------------------------------------------**
available function for random number**
unirn(dummy) : uniform random number from 0 to 1**
gaurn(dummy) : gaussian random number**
for exp( - x**2 / 2 / sig**2 ) : sig = 1.0 *************************************************************************
implicit real*8 (a-h,o-z)5.3. [ Source ] セクション

52:
53:
54:
55:
56:
57:
58:
59:
60:
61:
62:
63:
64:
65:
66:
67:
68:
69:
70:
71:
72:
73:
74:
75:
76:
77:
78:
79:
80:
81:
82:
83:
84:
85:
86:
87:
88:
89:
90:
91:
92:
93:
94:

125

*----------------------------------------------------------------------parameter ( pi = 3.141592653589793d0 )data ifirst / 0 /save ifirstcharacter filenm*50*----------------------------------------------------------------------*
example of initialization*----------------------------------------------------------------------if( ifirst .eq. 0 ) thencfilenm = ’input.dat’cinquire( file = filenm, exist = exex )cif( exex .eqv. .false. ) thencwrite(*,*) ’file does not exist => ’, filenmccall parastop( 887 )cend ifcopen(71, file = file(i), status = ’old’ )cclose(71)
ifirst = 1

end if*----------------------------------------------------------------------*
example for 3 GeV proton with z-direction*----------------------------------------------------------------------x = 0.0
y = 0.0
z = 0.0
u = 0.0v = 0.0
w = 1.0
e = 3000.0
wt = 1.0
time = 0.0
name = 1
kf = 2212
nc1 = 0nc2 = 0nc3 = 0sx = 0.d0
sy = 0.d0
sz = 0.d0*----------------------------------------------------------------------return
end

126

5. 各セクションの書式

5.3.19 エネルギー分布の定義
エネルギー分布をもつ線源粒子を定義する場合は、e0 パラメータではなく、e-type サブセクションを用います。ただしその際、e0 はコメントアウトなどで未定義となるようにしてください。また、エネルギーの単位は、原子核以外は MeV、原子核の場合は MeV/n となります。ただし、本節の以下の説明では、エネ
ルギーの単位が MeV の場合のみを示していますので、原子核の場合は適宜 MeV/n に読み替えてください。
表 66 に、利用できる線源のエネルギー分布の種類をまとめます。幾つかの特殊な場合を除き、分布の種
類は積分型か微分型で大きく分かれています。積分型はエネルギーに関して積分した強度を定義するのに対し、微分型はエネルギー微分値、すなわち単位が [particles/MeV] で与えられた線源スペクトルを定義してください。また、線源の発生方法には、与えられた強度に対して生成する粒子数を調整するものと、粒子のウエイト値を調整するものがあります。前者は、分布を再現するように、各エネルギービンに生成する粒子の数を統計的に調整します。これに対して後者は、各ビンに同数の粒子を生成させ、粒子のウエイト値を強度に合わせて変化させることにより、分布を再現します。

5.3. [ Source ] セクション127

表 66: 線源のエネルギー分布の種類。発生方法には、粒子のウエイト値を一定にして各ビンで発生させる
粒子数を調整する方法と、粒子数を一定にして各ビンでウエイト値を変更する方法があります。e-type に
括弧の数字を指定すると、エネルギー点を波長 (Å) で与えることができます。
エネルギー分布の種類

発生方法

e-type説明

積分型連続エネルギー分布

粒子数

1, (11)4, (14)

各エネルギービンの下限値とそのウエイト値

ビンにおける線源粒子の生成確率の積分値を与えることにより、連続的なエネルギー分布を指定する。

微分型連続エネルギー分布

粒子数21, (31)

各エネルギービンの下限値とそのウエイト値

24, (34)

ビンにおける線源粒子の生成確率の微分値を与えることにより、連続的なエネルギー分布を指定する。

離散的エネルギー分布

粒子数
ウエイト値

8, (18)9, (19)

各エネルギー点とその点における線源粒子の生成確率を与えること
により、離散的なエネルギー分布を指定する。

離散的+積分型連続エネルギー

粒子数22, (32)

各エネルギービンの下限値・上限

分布

ウエイト値

23, (33)

値とそのビンにおける線源粒子の生成確率の積分値を与えることにより、任意のエネルギー分布を指定する。

微分型ガウス分布

粒子数2, (12)分布の中心値と半値全幅を与える
ことにより、微分線源スペクトルをガウス分布で与える。

微分型マクスウェル分布

粒子数3

温度パラメーターを与えることに

ウエイト値

7

より、微分線源スペクトルをマク
スウェル分布で与える。

微分型任意関数分布

RI 線源によるエネルギー分布

粒子数5, (15)

微分線源スペクトルを任意関数でウエイト値

6, (16)

与える。

粒子数

28
29

放射性核種と放射能を与えること

ウエイト値

により、その核種の崩壊に伴って放出される放射線を線源とする。

タリー結果を用いたエネルギー

粒子数

20

分布
宇宙線フラックスのエネルギー・角度分布

タリーで求めたエネルギー分布を
線源の分布として指定する。

粒子数
ウエイト値

25
26

宇宙空間及び大気圏内における宇宙線フラックスのエネルギー及び角度分布を絶対値も含めて再現する線源。

定義したいエネルギー分布の種類や発生方法に応じて、該当する e-type を指定してください。e-typeの値によって、各サブセクションの入力形式が変わります。以下では、各 e-type の入力形式とパラメータについてご説明します。(D=***) のあるものは、省略可能です。

5. 各セクションの書式

128

5.3.19.1 積分型連続エネルギー分布

表 67: 線源エネルギー分布パラメータ (1)
パラメータ

説明

e-type = 1, (11)

各エネルギービンの下限値 e(i) とそのビンにおける線源粒子の生成確率の積分値

w(i) を与えることにより、連続的なエネルギー分布を指定する。統計的に w(i)に比例するように各ビンに生成する粒子の数を調整し、エネルギー分布を表現する。11 の時は、エネルギーを波長 (Å) で与える。

ne =エネルギー群数。ne が正の場合は、各ビン内の微分フラックスを [1/MeV] の単位で表示させた際に一定となるように粒子を生成し、負の場合は、[1/Lethargy]の単位で一定となるように粒子を生成する。
データは自由フォーマットで次の様に与える。

(e(i),w(i),i=1,|ne|), e(|ne|+1)
各ビンに生成される粒子数の積分値は w(i) に比例する。
e-type = 4, (14)e-type = 1, (11) と同じエネルギー分布を発生させる。ただし、e-type = 1,(11) が生成数を調整してエネルギー分布を表現するのに対し、e-type = 4, (14)では、全てのエネルギービンに同数の粒子を生成させ、粒子のウエイトの積分値をw(i) に比例して変化させることによりエネルギー分布を表現する。また、p-type= 1 とし生成個数比 p(i) を与えることにより、各ビンの生成個数を変化させ、特定のエネルギーをもつ線源の統計量を変化させることができる。14 の時は、エネ
ルギーを波長 (Å) で与える。

ne =エネルギー群数。ne が正の場合は、各ビン内の微分フラックスを [1/MeV] の単位で表示させた際に一定となるように粒子を生成し、負の場合は、[1/Lethargy]の単位で一定となるように粒子を生成する。
データは自由フォーマットで次の様に与える。

(e(i),w(i),i=1,|ne|), e(|ne|+1)
デフォルト（p-type = 0）では各ビンに等しい個数が生成される。
p-type = 1 で p(i) を設定した場合は、それらの値に各ビンの生成粒子数の積分値は比例する。
p-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。
for 0, 全てのビンで p(i)=1、以下のデータは無し。
for 1, 各ビンの生成個数比 p(i) を次の行からデータで与える。
(p(i),i=1,ne)

中性子光学のために、エネルギー分布を波長 (Å) で指定できるオプションを設けました。e-type=1, 2の代わりに e-type=11, 12 を指定すると、エネルギーの入力を全て波長に置き換えて読み込みます。その他の場合は、入力で変換式を使って MeV に直してください。例えば、e0 = 8.180425e-8/13**2 は、13Åの中性子のエネルギーを与えます。

5.3. [ Source ] セクション129

e-type = 1 の場合の入力フォーマットは以下のようになります。

e-type = 1
ne = n
e(1)

w(1)

e(2)
e(3)

w(2)
w(3)

....
...
e(n-1) w(n-1)
e(n)
w(n)
e(n+1)

この場合、エネルギー分布は、

e(1)-e(2)e(2)-e(3)e(3)-e(4)

w(1)
w(2)
w(3)

.......
...
e(n-1)-e(n) w(n-1)e(n)-e(n+1) w(n)のように与えられます。よって例えば、0-2MeV 間を 0.2、2-4MeV 間を 0.6、4-6MeV 間を 0.2 としたい場
合、入力のフォーマットは

e-type = 1
ne = 3となります。

0
2

0.2
0.6

4
6

0.2

5. 各セクションの書式

130

5.3.19.2 微分型連続エネルギー分布

表 68: 線源エネルギー分布パラメータ (2)
パラメータ

説明

e-type = 21, (31)

各エネルギービンの下限値 e(i) とそのビンにおける線源粒子の生成確率の微分量 [dφ/dE](i) を与えることにより、連続的なエネルギー分布を指定する。統計的に [dφ/dE](i)*{e(i+1)-e(i)} に応じて各ビンに生成する粒子を調整し、エネルギー分布を表現する。31 の時は、エネルギーを波長 (Å) で与える。

ne =エネルギー群数。ne が正の場合は、各ビン内の微分フラックスを [1/MeV] の単位で表示させた際に一定となるように粒子を生成し、負の場合は、[1/Lethargy]の単位で一定となるように粒子を生成する。
データは自由フォーマットで次の様に与える。

(e(i),[dφ/dE](i),i=1,|ne|), e(|ne|+1)
各ビンに生成される粒子数の積分値は dφ/dE(i)*{e(i+1)-e(i)} に比例する。
e-type = 24, (34)e-type = 21, (31) と同じエネルギー分布を発生させる。ただし、e-type =21, (31) が生成数を調整してエネルギー分布を表現するのに対し、e-type =24, (34) では、全てのエネルギービンに同数の粒子を生成させ、粒子のウエイ
トの積分値を w(i)*{e(i+1)-e(i)} に比例して変化させることによりエネルギー分布を表現する。また、p-type = 1 とし生成個数比 p(i) を与えることにより、各ビンの生成個数を変化させ、特定のエネルギーをもつ線源の統計量を変化させることができる。34 の時は、エネルギーを波長 (Å) で与える。

ne =エネルギー群数。ne が正の場合は、各ビン内の微分フラックスを [1/MeV] の単位で表示させた際に一定となるように粒子を生成し、負の場合は、[1/Lethargy]の単位で一定となるように粒子を生成する。
データは自由フォーマットで次の様に与える。

(e(i),w(i),i=1,|ne|), e(|ne|+1)
デフォルト（p-type = 0）では各ビンに等しい個数が生成される。
p-type = 1 で p(i) を設定した場合は、それらの値に各ビンの生成粒子数の積分値は比例する。
p-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。
for 0, 全てのビンで p(i)=1、以下のデータは無し。
for 1, 各ビンの生成個数比 p(i) を次の行からデータで与える。
(p(i),i=1,ne)5.3. [ Source ] セクション131

5.3.19.3 離散的エネルギー分布

表 69: 線源エネルギー分布パラメータ (3)
パラメータ

説明

e-type = 8, (18)

各エネルギー点 e(i) とその点の線源粒子の生成確率 w(i) を与えることにより、離散的なエネルギー分布を指定する。統計的に w(i) に比例するように各点に粒子を生成させ、離散的なエネルギー分布を表現する。放射性元素の崩壊により生成される γ 線のようにエネルギー幅を持たない線源を定義するために使います。

18 の時は、エネルギーを波長 (Å) で与える。
ne =エネルギー点数。データは自由フォーマットで次の様に与える。

(e(i),w(i),i=1,ne)各点に生成される粒子数は w(i) に比例。

e-type = 9, (19)e-type = 8, (18) と同じエネルギー分布を発生させる。ただし、e-type = 8,(18) が生成数を調整してエネルギー分布を表現するのに対し、e-type = 9, (19)では、全てのエネルギー点に同数の粒子を生成させ、粒子のウエイトを w(i) に比
例して変化させることにより不連続なエネルギー分布を表現する。また、p-type= 1 とし生成個数比 p(i) を与えることにより、各点の生成個数を変化させ、特定のエネルギーをもつ線源の統計量を変化させることができる。19 の時は、エネル
ギーを波長 (Å) で与える。

ne =エネルギー点数。データは自由フォーマットで次の様に与える。

(e(i),w(i),i=1,ne)
デフォルト (p-type=0) で各点に等しい個数が生成される。
各点に生成される粒子数は p(i) に比例。

p-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。
for 0, 全ての点で p(i)=1、以下のデータは無し。
for 1, 各点の生成個数比 p(i) を次の行からデータで与える。
(p(i),i=1,ne)5. 各セクションの書式

132
5.3.19.4 離散的+積分型連続エネルギー分布

表 70: 線源エネルギー分布パラメータ (4)
パラメータ

説明

e-type = 22, (32)

各エネルギービンの下限値 emin(i) と上限値 emax(i) 及びそのビンにおける線源粒子の生成確率の積分値 w(i) を与えることにより、任意のエネルギー分布を指定する。e-type = 8,9,18,19 のように離散的なエネルギー分布を表現する
ときは、エネルギービンの下限値と上限値を同じ値にする。統計的に w(i) に比
例するように各ビンに生成する粒子の数を調整し、エネルギー分布を表現する。

32 の時は、エネルギーを波長 (Å) で与える。
ne =エネルギー群数。ne が正の場合は、各ビン内の微分フラックスを [1/MeV] の単位で表示させた際に一定となるように粒子を生成し、負の場合は、[1/Lethargy]の単位で一定となるように粒子を生成する。
データは自由フォーマットで次の様に与える。

(emin(i),emax(i),w(i),i=1,|ne|)
各ビンに生成される粒子数の積分値は w(i) に比例する。
e-type = 23, (33)e-type = 22, (32) と同じエネルギー分布を発生させる。ただし、e-type =22, (32) が生成数を調整してエネルギー分布を表現するのに対し、e-type =23, (33) では、全てのエネルギービンに同数の粒子を生成させ、粒子のウエイ
トの積分値を w(i) に比例して変化させることによりエネルギー分布を表現する。
また、p-type = 1 とし生成個数比 p(i) を与えることにより、各ビンの生成個数を変化させ、特定のエネルギーをもつソースの統計量を変化させることができる。33 の時は、エネルギーを波長 (Å) で与える。

ne =エネルギー群数。ne が正の場合は、各ビン内の微分フラックスを [1/MeV] の単位で表示させた際に一定となるように粒子を生成し、負の場合は、[1/Lethargy]の単位で一定となるように粒子を生成する。
データは自由フォーマットで次の様に与える。

(emin(i),emax(i),w(i),i=1,|ne|)
デフォルト（p-type = 0）では各ビンに等しい個数が生成される。
p-type = 1 で p(i) を設定した場合は、それらの値に各ビンの生成粒子数の積分値は比例する。

p-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。
for 0, 全てのビンで p(i)=1、以下のデータは無し。
for 1, 各ビンの生成個数比 p(i) を次の行からデータで与える。
(p(i),i=1,ne)

中性子光学のために、エネルギー分布を波長 (Å) で指定できるオプションを設けました。e-type=22, 23の代わりに e-type=32, 33 を指定すると、エネルギーの入力を全て波長に置き換えて読み込みます。その他の場合は、入力で変換式を使って MeV に直してください。例えば、e0 = 8.180425e-8/13**2 は、13Åの中性子のエネルギーを与えます。

5.3. [ Source ] セクション133

e-type = 22 の場合の入力フォーマットは以下のようになります。

e-type = 22
ne = nemin(1) emax(1)w(1)

emin(2) emax(2)emin(3) emax(3)

w(2)
w(3)

....
...
emin(n-1) emax(n-1) w(n-1)
emin(n) emax(n)w(n)

よって例えば、0-2MeV 間を 0.2、2-4MeV 間を 0.6、4-6MeV 間を 0.2、及び 5.6MeV 単色を 0.4 としたい
場合、入力のフォーマットは

e-type = 22
ne = 4
0
2
4

2
4
6

0.2
0.6
0.2

5.6 5.6 0.4となります。

5. 各セクションの書式

134

5.3.19.5 微分型ガウス分布・マクスウェル分布
表 71: 線源エネルギー分布パラメータ (5)パラメータ

e-type = 2, (12)説明
微分線源スペクトル (dφ/dE) をガウス分布で与える。12 の時は、エネルギーを
波長 (Å) で与える。

eg0 =ガウス分布の中心値 [MeV/n]。

eg1 =
eg2 =

ガウス分布の半値全幅 [MeV/n]。

eg3 =ガウス分布のカットオフ最大値 [MeV/n]。

e-type = 3

微分線源スペクトル (dφ/dE) を Maxwell 分布 f (E) = E a exp(−E/T ) で与える。

nm =ガウス分布のカットオフ最小値 [MeV/n]。

エネルギー群数。nm を正の数で与えた時は線形で等分点を決定し、負の数で与えた時は対数で等分点を決定。この数値が少ない場合は分布が滑らかにならないので、100 以上（対数の場合は −100 以下）を奨励します。

et0 =温度パラメーター T [MeV]。Boltzmann 定数 k = 8.617 × 10−11 [MeV/K] と温度 t[K]

et1 =
et2 =

を用いて T = kt により計算してください。
Maxwell 分布のカットオフ最小値 [MeV/n]。
Maxwell 分布のカットオフ最大値 [MeV/n]。

et3 =(D=0.5) エネルギーのベキ (上式のパラメータ a)。

e-type = 7

e-type = 3 と同じエネルギー分布を発生させる。ただし、e-type = 3 が生成数を調整してエネルギー分布を表現するのに対し、e-type = 7 では、全てのエネルギービンに同数の粒子を生成させ、粒子のウエイトの積分値を Maxwell 分布

f (E) = E a exp(−E/T ) に応じて変化させることによりエネルギー分布を表現する。
また、p-type = 1 とし生成個数比 p(i) を与えることにより、各ビンの生成個数を変化させ、特定のエネルギーをもつ線源の統計量を変化させることができる。

nm =エネルギー群数。nm を正の数で与えた時は線形で等分点を決定し、負の数で与えた時は対数で等分点を決定。この数値が少ない場合は分布が滑らかにならないので、100 以上（対数の場合は −100 以下）を奨励します。
デフォルト（p-type = 0）では各ビンに等しい個数が生成される。

p-type = 1 で p(i) を設定した場合は、それらの値に各ビンの生成粒子数の積分値は比例する。

et0 =
et1 =
et2 =

温度パラメーター T [MeV]。

et3 =(D=0.5) エネルギーのベキ (上式のパラメータ a)。

p-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。

Maxwell 分布のカットオフ最小値 [MeV/n]。
Maxwell 分布のカットオフ最大値 [MeV/n]。

for 0, 全てのビンで p(i)=1、以下のデータは無し。
for 1, 各ビンの生成個数比 p(i) を次の行からデータで与える。(p(i),i=1,nm)√
a = 0.5 の時の Maxwell 分布 f (E) = E exp(−E/T ) は、粒子の速さ v で表した一般的な分布 f (v) とf (E)dE ∝ f (v)dv の関係をもちます。 f (v) = Av2 exp(−mv2 /kt) であるとし、mv2 /2 = E より mvdv = dE であ√√るため、 f (v)dv = A(E/m) exp(−E/T ) · (1/m E)dE = (A/m2 ) E exp(−E/T ) となります。ただしここで T = ktです。

5.3. [ Source ] セクション135

5.3.19.6 微分型任意関数分布

表 72: 線源エネルギー分布パラメータ (6)
パラメータ

説明

e-type = 5, (15)

微分線源スペクトル (dφ/dE) を任意の関数 f(x) で与える。15 の時は、エネル
ギーを波長 (Å) で与える。

f(x) =

Fortran 形式で書いた関数。x はエネルギー [MeV/n] を表す。
内部変数や定数が使えます。例）f(x) = exp(-c1*x**2)

nm =(D=−200) エネルギー群数。nm を正の数で与えた時は線形で等分点を決定し、負の数で与えた時は対数で等分点を決定。

eg1 =
eg2 =

エネルギー分布のカットオフ最小値 [MeV/n]。

e-type = 6, (16)e-type = 5, (15) と同じエネルギー分布を発生させる。ただし、e-type = 5,(15) が生成数を調整してエネルギー分布を表現するのに対し、e-type = 6, (16)エネルギー分布のカットオフ最大値 [MeV/n]。

では、全てのエネルギービンに同数の粒子を生成させ、粒子のウエイトの積分値が任意の関数 f (x) に応じて変化させることによりエネルギー分布を表現する。また、p-type = 1 とし生成個数比 p(i) を与えることにより、各ビンの生成個数を変化させ、特定のエネルギーをもつ線源の統計量を変化させることができる。16の時は、エネルギーを波長 (Å) で与える。

f(x) =

Fortran 形式で書いた関数。x はエネルギー [MeV/n] を表す。
内部変数や定数が使えます。例）f(x) = exp(-c1*x**2)

nm =(D=−200) エネルギー群数。nm を正の数で与えた時は線形で等分点を決定し、負の数で与えた時は対数で等分点を決定。
デフォルト（p-type = 0）では各ビンに等しい個数が生成される。p-type = 1
で p(i) を設定した場合は、それらの値に各ビンの生成粒子数の積分値は比例す
る。

eg1 =
eg2 =

エネルギー分布のカットオフ最小値 [MeV/n]。

p-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。
for 0, 全てのビンで p(i)=1、以下のデータは無し。
for 1, 各ビンの生成個数比 p(i) を次の行からデータで与える。

エネルギー分布のカットオフ最大値 [MeV/n]。

(p(i),i=1,nm)

5. 各セクションの書式

136

5.3.19.7

RI 線源によるエネルギー分布

表 73: 線源エネルギー分布パラメータ (7)
パラメータ

説明

e-type= 28,29

放射性核種とその放射能（単位 Bq) を与えることにより、その放射性核種の崩壊に伴って放出される α 線、β 線（オージェ電子含む）、γ 線、または自発核分裂中性子を線源とした計算が実行できます。なお、proj=all と設定することで、放射性核種が放出可能な放射線種（α 線、β 線、γ 線、自発核分裂中性子）全てが線源となります。
放出される粒子のスペクトル計算には、放射性核種崩壊データベース DECDC69 が使用されます。なお、このデータベースは ICRP-07 と同等です。
この機能を使う場合は、崩壊データファイル RIsource.dat が置かれたフォルダを[parameters] セクションにおいて file(24) (D=c:/phits/data/) により指定する必要があります。
e-type= 28 の場合、崩壊データベースにより計算された放出強度にしたがって、各エネルギーの粒子を生成します。
e-type= 29 の場合、崩壊データベースにより計算された全てのエネルギー点に同数の粒子を生成させ、その放出強度にしたがって、各エネルギーのウエイトを変化させます。
ni=

放射性核種の数。放射性核種とその放射能は次の様なフォーマットで指定する。

(RI(i),A(i),i=1,ni)
ただし、核種 RI(i) は 137Cs あるいは Cs-137 の書式で指定する。放射能 A(i) は Bq
（ベクレル）単位で指定する。

dtime=(D=−10.0) 時間経過の指定オプション。
dtime>0（単位は sec）: 指定した時間が経過した時点の指定核種及びその娘核種の放射能による α 線, β 線（オージェ電子含む）, γ 線を設定します。各 RI の放射能は、dtime
経過後の値に減衰します。例えば、半減期 1 分の RI を 100Bq で指定し、dtime=60.0と設定した場合、その RI の放射能は 50Bq と見なされます。

dtime=0: 指定した放射能（時間経過なし）による崩壊ガンマ線を設定します。
dtime<0: 指定した放射性核種の半減期 ×|dtime| が経過した時点の指定核種及びその娘核種の放射能による α 線, β 線（オージェ電子含む）, γ 線を設定します。ただし、dtime>0 の場合と異なり、放射能の絶対値は減衰しません。例えば、半減期 1 分の RI を 100Bq で指定し、dtime=−1.0 と設定した場合、その RI の放射能は 100Bqのまま娘核種の崩壊を考慮可能です。放射平衡まで達する時間が分からない場合は、dtime=−10.0 のように長めの値を設定しておくと便利です。dtime<0 とする場合、親核と娘核（例えば Cs-137 と Ba-137m）を同時に指定することはできません。
マルチソースでこの機能を使用する際は、<source>=1.0 とし totfact を以下のように指定してください。

• マルチソースの全てで e-type = 28,29 を使用する場合は、<source>の個数を入力する。
• マルチソースで e-type = 28,29 以外を含む場合は、各<source>が絶対強度となるように設定し、すべての<source>の和を入力する。
なお、上記の方法で決めた値に − をつけ、負の値として totfact を指定した場合は、各線源の粒子を同確率で発生させ、与えられた放射能（Bq 数）の比に応じて各粒子のウエイトを変更します。放射能が大きく
69 A. Endo, Y. Yamaguchi and K.F. Eckerman, Nuclear decay data for dosimetry calculation - Revised data of ICRP Publication 38, JAERI

1347 (2005).

5.3. [ Source ] セクション137

違う複数の線源を定義する場合は、totfact を負で与えることにより、Bq 数の大小にかかわらず統計量を増やすことができます。
表 74: 線源エネルギー分布パラメータ (8)
パラメータ

説明
（e-type= 28,29 の場合の続き）

actlow=(D=1.0e-10) 放射能の下限の指定オプション (Bq)。指定した時間経過後の放射能がこの値より小さい場合、その放射性核種の α 線, β 線（Auger 電子、内部転換電子含む）, γ 線（特性 X 線含む）は線源に設定されません。

norm=(D=0) 線源強度の規格化オプション。
0: 1 秒あたり (/sec) の量を出力するように規格化します。その際、線源強度は、Bq 単位で指定した放射能強度（dtime>0 の場合はその崩壊も考慮した後）とします。
1: 崩壊に伴って放出される α 線, β 線（Auger 電子含む）, γ 線 1 つあたりの量を出力する
ように規格化します。（通常の PHITS の規格化方法に準拠）

iaugers=(D=0) Auger 電子（内部転換電子含む）の取扱オプション（proj=electron のみ有効）。
0: Auger 電子を含む（β 線 + Auger 電子 ）。
1: Auger 電子を含まない（β 線のみ）。
2: Auger 電子のみを取り扱う。

iannih=(D=1) 電子対消滅により生成される光子（消滅光子）の取扱オプション（proj=photon のみ有効）。
0: 消滅光子を含む。
1: 消滅光子を含まない。別のマルチソースで proj = positron として陽電子の放出を明示的に考慮する場合は，消滅光子の 2 重カウントを防ぐため，こちらのオプションを選択
してください。

icharctx=(D=0) 特性 X 線の取扱オプション (proj=photon のみ有効)。
0: 特性 X 線を含む（γ 線 + 特性 X 線）。
1: 特性 X 線を含まない（γ 線のみ）。
2: 特性 X 線のみ取り扱う。

5. 各セクションの書式

138

e-type = 28,29 の場合の入力例は以下のようになります。
[ S o u r c e ]totfact = 2.0<source> = 1.0
s-type =proj =

1
photon

dir =
r0 =
z0 =

all
0.
0.

z1 =
e-type =

0.
28

ni =

1
Cs-137dtime = -10.0

100.

actlow =1.0<source> = 1.0
s-type =proj =
dir =1photon
all

r0 =
z0 =

0.
0.

z1 =
e-type =
ni =

0.
28
1

dtime =

Cs-134-10.0

actlow =

1.0

100.

ここでは、Cs-137 と Cs-134 が共に 100Bq ずつ存在し、それらが放射平衡になった状況を線源として指定しています。また、actlow を 1(Bq) することで、この数値以下の放射能の影響を無視しています。
また、例えば、Cs-137 の崩壊に伴って放出される photon と electron を同時に考慮したい場合は、photonと electron の 2 つの<source>セクションをもつマルチソースを定義します。両者の崩壊数は同じとなるため、ソースの相対比は 1.0 と指定します (<source>=1.0)。その際、マルチソース全体の規格化定数 totfact
は、各<source>の和となるため、2.0 と指定します。

5.3. [ Source ] セクション139

5.3.19.8 タリー結果を用いたエネルギー分布

表 75: 線源エネルギー分布パラメータ (9)
パラメータ

説明

e-type= 20

file=によってファイル名を指定することにより、タリーで求めたエネルギー分布を線源の分布として設定できます。使用できるのは、[t-track], [t-cross], [t-point],[t-product], [t-time], [t-interact] において、axis=eng として求めた結果のみです。file=には、各タリーで出力ファイルとして指定したファイル名 (***.out) を書いてください。各タリーで得られる分布は unit=の値によりエネルギーの微分量か積分量の 2 つの形式に分かれますが、線源として使用する際も各形式に沿ってエネルギー分布を表現します。ただし、時間 (nsec) や角度 (sr) に関する微分は考慮しません。また、分布の絶対値は、タリー結果を積分した値で規格化します。
重イオンのエネルギー分布を線源とする場合は、初期設定ではタリー結果のエネルギー単
位が MeV、線源のエネルギー単位が MeV/n のため結果がずれてしまいます。したがって、1
回目の計算（エネルギー分布を出力する計算）の [parameters] セクションに iMeVperU=1を設定してタリー結果も MeV/n で出力するようにしてください。

file=

タリーの出力ファイル名。

線源として使用する分布は、タリー結果を得る際に part=で指定した最初の粒子の結果です。ただし、その粒子が線源粒子として発生するわけではないのでご注意ください。線源として発生させる粒子の種類は

proj=で指定します。
入力例は以下の通りです。e-type=20 と file=を指定すれば本機能を使用できます。

[ S o u r c e ]s-type =proj =

1
neutron# axial source with energy spectrum# kind of incident particle

dir =
r0 =
z0 =

1.0
0.
0.

# z-direction of beam [cosine]# radius [cm]# minimum position of z-axis [cm]z1 =e-type =0.
20# maximum position of z-axis [cm]# energy distribution given by tally output

file = cross.out# file name of tally output

5. 各セクションの書式

140

5.3.19.9 宇宙線フラックスのエネルギー・角度分布表 76: 線源エネルギー分布パラメータ (10)
パラメータ

説明

e-type= 25,26

宇宙空間及び大気圏内における宇宙線フラックスのエネルギー及び角度分布を絶対値も含めて再現する線源です。この機能を使うには、file(24) で指定したフォルダ（デフォルト file(1)/data/）に cosmicray フォルダ（及びその中に含まれる入力データ
ファイル）がある必要があります。

e-type=25 の場合、宇宙線モデルで計算したフラックスに従って、各エネルギーの粒子を生成します。
e-type=26 の場合、各エネルギー群に同数の粒子を発生させ、宇宙線モデルで計算したフラックスに従って、各粒子のウェイトを変化させます。

e-type=25,26 の場合、各マルチソースの<source>は 1.0 とする必要があります。また、計算する宇宙線フラックスの単位は (/cm2 /sec) であり、totfact に線源面積（例えば、s-type=9 の場合は π(r2 )2 ）を設定することにより、タリー結果を自動的に (/sec)に規格化することができます（ただし、銀河宇宙線の場合のみ）。totfact を負値で指定した場合は、各マルチソースから同数の粒子を発生させますので、フラックスの大小にかかわらず統計量を増やすことができます。なお、e-type=25,26 を使う場合
は、全てのマルチソースで同じ e-type 及び icenv を指定してください。

5.3. [ Source ] セクション141

表 77: 線源エネルギー分布パラメータ (11)
パラメータ

説明
（e-type= 25,26 の場合の続き）

icenv=(D=0) 宇宙線環境パラメータ。
1–5: PARMA/EXPACS70 で計算した大気圏内における銀河宇宙線 (Galactic Cosmic-Ray,
GCR) モード。それぞれ、理想大気中 (=1)、地表面 (=2)、航空機コックピット (=3)、航空機客室 (=4)、ブラックホールモード (=5) を表します。icenv=2–4 の場合は、周辺環境
パラメータ environ を定義する必要があります。ブラックホールモードは、地面からの反射中性子を全てカットするので、大地を含んだシミュレーションに最適です（使い方は“phits/sample/source/Cosmicray/GCR-blackhole/readme.txt” を参照）。なお、周辺環境が影響するのは中性子のみで、それ以外の粒子に対しては icenv=1–5 は同じ結果を与えます。また、s-type=9 かつ dir=iso とした場合、大気圏内の複雑な宇宙線角度分布も自動で再現します（z 軸+方向が天頂角方向）。粒子種類 (proj) は、中性子、陽子、重イオン (Z ≤ 28)、µ 粒子、光子、電子、陽電子が指定可能です。
0: DLR モデル71 で計算した宇宙空間における銀河宇宙線 (GCR) モード。粒子種類 (proj)
は、陽子及び重イオン (Z ≤ 28) が指定可能です。また、alti を指定した場合は、磁気圏の影響を考慮して72 、その高度における典型的な衛星軌道上73 での GCR フラックスを再現します。

−1: Tylka モデル74 で計算した宇宙空間における太陽高エネルギー粒子 (Solar Energetic
Particle, SEP) モード。environ パラメータを指定することにより、4 種類の太陽高エネ
ルギー粒子イベント (Solar Particle Event, SPE) から再現するフルエンスを選ぶことができます。粒子種類 (proj) は陽子のみが指定可能です。このモードを選択して線源面積を

totfact に指定した場合、タリー結果は (/sec) ではなく各イベントの積算値 (/SPE) に規格化されます。
−2: SPENVIS コード75 に組み込まれた AP-8 モデル76 を 使って計算した典型的な衛星軌道上73 での捕捉陽子（Trapped Proton, TP）モード。粒子種類 (proj) は陽子のみが指定可能です。

70 T. Sato, Analytical Model for Estimating Terrestrial Cosmic Ray Fluxes Nearly Anytime and Anywhere in the World: Extension of
PARMA/EXPACS, PLOS ONE 10(12): e0144679 (2015) DOI: 10.1371/journal.pone.0144679
T. Sato, Analytical Model for Estimating the Zenith Angle Dependence of Terrestrial Cosmic Ray Fluxes. PLOS ONE 11(8): e0160390(2016). DOI: 10.1371/journal.pone.0160390
71 Matthia D, Berger T, Mrigakshi AI, Reitz G, A ready-to-use galactic cosmic ray model. Adv Space Res 51: 329-338 (2013).
72 静止磁場モデル (Tyganenko (1989), Planetary and Space Science, 37(1), 5-20) を用い、Kp 指数=3 として反陽子追跡法で計算しています。詳しくは、Sato et al. (2018), Radiat. Prot. Dosim. 180, 146-149 をご参照ください。
73 国際宇宙ステーションの軌道（傾斜角 51.6 度、平均高度 340 – 420 km）を模擬します。
74 Tylka, A.J., Dietrich, W.F., A new and comprehensive analysis of proton spectra in ground-level enhanced (GLE) solar particle events, the31st International Cosmic Ray Conference. Universal Academy Press, Poland (2009).
75 The Space Environment Information System (2010). http://www.spenvis.oma.be/
76 Sawyer D, Vette J (1976) AP-8 trapped proton environment for solar maximum and solar minimum. National Space Science Data Center,
Report 76-06, Greenbelt, Maryland.

5. 各セクションの書式

142

表 78: 線源エネルギー分布パラメータ (12)
パラメータ

説明
（e-type= 25,26 の場合の続き）

nm=(D=−200) エネルギー群数。nm を正の数で与えた時は線形で等分点を決定し、負の数で与えた時は対数で等分点を決定。

eg1=

エネルギー分布のカットオフ最小値 [MeV/n]。デフォルト値は、中性子は 1.0e-8、その他の粒子は大気圏内モード (icenv>0) の場合は 1.0e-2、宇宙空間モード (icenv≤0) の場合は

eg2=

1.0 となります。
エネルギー分布のカットオフ最大値 [MeV/n]。デフォルト値は、中性子、光子、電子、陽電子は 1.0e4、µ 粒子は 1.0e8、SEP 陽子は 1.0e5、その他の粒子は 1.0e6 となります。

ag1=
ag2=

(D=-1.0) 大気圏内宇宙線線源モードで角度分布を計算する天頂核の下限値 [cos θ](D=1.0) 大気圏内宇宙線線源モードで角度分布を計算する天頂核の上限値 [cos θ]
s-type=9 の場合は、実際の線源粒子の方向も ag1 から ag2 の範囲に限定されます。それ以外の場合は、ag1,ag2 は線源エネルギー分布の計算のみに影響し、実際の線源粒子の方向は dir パラメータなどにより決定されます。その際、totfact を指定した立体角で除することにより (/s/sr) 単位で規格化した宇宙線源を模擬できます。詳しくは“phits/sample/source/cosmicray/GCR-parallel” をご参照ください。
solarmod=(D=0) 銀河宇宙線フラックスを計算するために必要となる太陽活動度 (W-index)。icenv≥0のみ有効。太陽活動が活発になると、太陽風の影響により銀河宇宙線のフラックスは低下します。太陽極小及び極大期におけるおおよその値はそれぞれ 0 と 150 程度ですが、これよりも低くなる場合や高くなる場合もあります。このパラメータを指定しない場合は、

icyear, icmonth, icday で指定した年月日の W-index をデータベースから参照し、デフォルトの日付から推定した W-index は 0.1 です。そのデータベースには、1951 年以降
は中性子モニタの計数率77 から推定した各日の W-index が、それ以前は Usoskin ら78 が太陽黒点数より再構築した太陽活動度より推定した各月の W-index が格納されています。なお、データベースのない年月日（1611 年以前、1647–1699 年、及び直近の数か月）を指定した場合、「Specified date is wrong (too past or too recent)」というエラーが出ます。また、直近の W-index は WASAVIES ホームページ79 よりダウンロード可能です。

77 NMDB: Real-Time Database for high-resolution Neutron Monitor measurements, http://www01.nmdb.eu/
78 I.G. Usoskin, K. Mursula, S.K. Solanki, M. Schuessler, and G.A. Kovaltsov, A physical reconstruction of cosmic ray intensity since 1610,
J. Geophys. Res. 107(A11), 1374, (2002).
79 Warning System for Aviation Exposure to Solar Energetic Particle, NICT, https://wasavies.nict.go.jp/FFPday.txt

5.3. [ Source ] セクション143

表 79: 線源エネルギー分布パラメータ (13)
パラメータ

説明
（e-type= 25,26 の場合の続き）

icyear=(D=2009) 太陽活動度を計算するための年。icenv≥0 かつ solarmod を指定しない場合のみ有効となります。

icmonth=(D=10) 太陽活動度を計算するための月。icenv≥0 かつ solarmod を指定しない場合のみ有効となります。

icday=(D=20) 太陽活動度を計算するための日。icenv≥0 かつ solarmod を指定しない場合のみ有効となります。

depatom=

大気深度 (g/cm2 )。大気圏内モード (icenv>0) のみ有効。このパラメータを指定しない場
合は、alti で定義した高度 (km) より US Standard Atmosphere 198680 を使って大気深度を計算します。デフォルトの高度 (=0 km) から計算した大気深度は約 1033 g/cm2 です。

alti=(D=0) 大気圏内モード（icenv>0）の場合は高度 (km) を表し、depatom を指定しない場
合のみ有効。銀河宇宙線モード (icenv=0) 及び捕捉陽子モード (icenv=-2) の場合は、衛星軌道の平均高度 (km) を表し、現在のところ低地球軌道（Low Earth Orbit, 340 – 420 km）
のみ指定可能。

rigid=

宇宙線のカットオフリジディティ(GV)。カットオフリジディティとは、磁気圏を透過可能な宇宙線の最低リジディティ（磁場による曲がりにくさ）を表しており、極域で低く赤道付近
で高くなります（おおよそ 0–18 GV 程度）。大気圏内モード (icenv>0) の場合は、地球に垂直に入射した場合のカットオフリジディティ(vertical cut-oﬀ rigidity) を表し、このパラメータを指定しない場合、glat 及び glong で指定した緯度・経度より MAGNETOCOSMICS81 で構築したデータベースを使って自動的に決定します。デフォルトの glat 及び glong から推定したカットオフリジディティは 0 GV です。宇宙空間モード (icenv≤0) の場合は、rigid
パラメータで指定した値以下のリジディティを持つ宇宙線を全てカットし、そのデフォル
ト値は 0 GV です。

glat=(D=90) カットオフリジディティを計算するための緯度 (degree)。正値が北緯、負値が南緯

glong=

カットオフリジディティを計算するための経度 (degree)。正値が東経、負値が西経を表し、を表し、icenv>0 かつ rigid を指定しない場合のみ有効となります。

icenv>0 かつ rigid を指定しない場合のみ有効となります。
environ=

大気圏内の中性子フラックスに関する周辺環境パラメータ (icenv=2–4) もしくは SEP イ
ベント ID(icenv=−1)。icenv=2 の場合は地中の水分含有率、icenv=3 及び 4 の場合は航空機の重量（100 ton）を表し、そのデフォルト値は 0.15 となります。ただし，どちらの量も，理想的な環境における中性子フラックスからの「ゆがみ」の大きさを表すためのパラメータであり，純粋な物理量ではなく，条件により調整が必要となることに注意する必要があります82 。icenv=−1 の場合は再現する SPE の種類を 1–4 の整数で表し、それぞれ、

Feb. 1956 （=1、デフォルト）、Nov. 1960 (=2)、Aug. 1972 (=3)、Oct. 1989 (=4)、Jan. 2005(=5) に発生した SPE に対応しています。

80 U.S. Standard Atmosphere, 1976, U.S. Government Printing Oﬃce, Washington, D.C., 1976.
81 http://cosray.unibe.ch/ laurent/magnetocosmics/˜

82 T. Sato and K. Niita, Analytical Functions to Predict Cosmic-Ray Neutron Spectra in the Atmosphere, Radiat. Res. 166, 544-555 (2006).

5. 各セクションの書式

144

5.3.20 角分布の定義
dir = data を指定した場合は、次のような a-type =で始まる角分布サブセクションが必要です。(D=***)のあるものは、省略可能です。
表 80: 角分布パラメータ (1)
パラメータ

説明

a-type = 1, (11)

角度分点 a(i) と各ビンにおける線源粒子の生成確率 w(i) を与えることにより、任意の角度分布を指定する。
分点は、1 の時は cos で、11 の時は degree で与える。
各ビンに生成される積分粒子数は、w(i) に比例する。

na =

角度群数。データは自由フォーマットで次の様に与える。

(a(i),w(i),i=1,|na|), a(|na|+1)
a-type = 4, (14)a-type = 1, (11) と同じ角度分布を発生させる。ただし、a-type = 1, (11)が生成数を調整して角度分布を表現するのに対し、a-type = 4, (14) では、全ての角度ビンに同数の粒子を生成させ、粒子のウエイトの積分値が w(i) となる
ように角度分布を表現する。
分点は、4 の時は cos で、14 の時は degree で与える。
各ビンに生成される積分粒子数は、q(i) に比例する。

na =

角度群数。データは自由フォーマットで次の様に与える。

(a(i),w(i),i=1,|na|), a(|na|+1)
デフォルト（q-type = 0）では各ビンに等しい個数が生成される。
q-type = 1 で q(i) を設定した場合は、それらの値に各ビンの生成粒子数の積分値は比例する。

q-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。
for 0, 全てのビンで q(i)=1。以下のデータは無し。
for 1, 各ビンの生成個数比 q(i) を次の行からデータで与える。
(q(i),i=1,na)

5.3. [ Source ] セクション145

表 81: 角度分布パラメータ (2)
パラメータ

説明

a-type = 5, (15)角度分布 (dφ/dΩ) を任意の関数 g(x) で与える。
分点は、5 の時は cos で与え、15 の時は degree で与える。

g(x) =

Fortran 形式で書いた関数。x は角度を表す。
内部変数や定数が使えます。例）g(x) = exp(-c1*x**2)

nn =

角度群数。

ag1 =
ag2 =

角度分布のカットオフ最小値。

a-type = 6, (16)a-type = 5, (15) と同じ角度分布を発生させる。ただし、a-type = 5, (15)が生成数を調整して角度分布を表現するのに対し、a-type = 6, (16) では、全ての角度ビンに同数の粒子を生成させ、粒子のウエイトを任意の関数 g(x) に比例

角度分布のカットオフ最大値。

して変化させることにより角度分布を表現する。
分点は、6 の時は cos で与え、16 の時は degree で与える。

g(x) =

Fortran 形式で書いた関数。x は角度を表す。
内部変数や定数が使えます。例）g(x) = exp(-c1*x**2)

nn =

角度群数。
デフォルト（q-type = 0）では各ビンに等しい個数が生成される。q-type = 1
で q(i) を設定した場合は、それらの値に各ビンの生成粒子数の積分値は比例す
る。

ag1 =
ag2 =

角度分布のカットオフ最小値。

q-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。

角度分布のカットオフ最大値。

for 0, 全てのビンで a(i)=1。以下のデータは無し。
for 1, 各ビンの生成個数比 a(i) を次の行からデータで与える。
(q(i),i=1,nm)

5. 各セクションの書式

146

5.3.21 時間分布の定義
t-type =で始まる時間分布サブセクションを指定することにより、線源に時間分布をもたせることができます。t-type =1,2 はそれぞれ矩形分布と Gauss 分布、t-type =3,4 は時間分布を分点と強度分布で与えます。t-type =5,6 は時間に関する強度分布を任意の関数で与えます。また、t-type =100 では、エネ
ルギーの関数として時間分布の型を指定できます。(D=***) のあるものは、省略可能です。
表 82: 時間分布パラメータ (1)
パラメータ

説明

t-type = 0, 1, 2

(D=0) 時間分布。
0: 時間分布なし。t=0.0。
1: 矩形分布。
2: Gauss 分布。

t0 =
tw =
tn =

(D=0.0) 第 1 の時間分布の中心時刻 [ns]。
時間分布の幅 [ns]。矩形分布の場合は全幅。Gauss 分布の場合は半値全幅。
時間分布の数。

td =tc =

時間分布の間隔 [ns]。

(D=10×tw) Gauss 分布の場合のカットオフ時間 [ns]。

5.3. [ Source ] セクション147

表 83: 時間分布パラメータ (2)
パラメータ

説明

t-type = 3

時間分点 t(i) と各ビンにおける線源粒子の生成確率の積分値 w(i) を与えることにより、任意の時間分を指定する。統計的に w(i) に比例するように各ビンに生成する粒子の数を調整し、時間分布を表現する。

ntt =

時間群数。データは自由フォーマットで次のように与える。

(t(i),w(i),i=1,ntt), t(ntt+1)
各ビンに生成される粒子数の積分値は w(i) に比例する。
t-type = 4t-type=3 と同じ時間分布を発生させる。ただし、t-type=3 が生成数を調整して時間分布を表現するのに対し、t-type=4 では、全ての時間ビンに同数の粒子を生成させ、粒子のウエイトの積分値を w(i) に比例して変化させることにより時間分布を表現する。また、o-type=1 とし生成個数比 o(i) を与えることにより、各ビンの生成個数を変化させ、特定の時刻をもつ線源の統計量を変化させることが出来る。

ntt =

時間群数。データは自由フォーマットで次のように与える。

(t(i),w(i),i=1,ntt), t(ntt+1)
デフォルト (o-type=0) では各ビンに等しい個数が生成される。
o-type=1 で o(i) を設定した場合は、それらの値に各ビンの生成粒子数の積分値は比例する。

o-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。
for 0, 全てのビンで o(i)=1。以下のデータは無し。
for 1, 各ビンの生成個数比 o(i) を次の行からデータで与える。
(o(i),i=1,ntt)

5. 各セクションの書式

148

表 84: 時間分布パラメータ (3)
パラメータ

説明

t-type = 5

微分時間スペクトル (dφ/dt) を任意の関数 h(t) で与える。

h(x)Fortran 形式で書いた関数。x は時刻 [ns] を表す。内部変数や定数が使える。

ll

時刻群数。

tg1
tg2

時間分布のカットオフ最小値 [ns]。

t-type = 6t-type=5 と同じ時間分布を発生させる。ただし、t-type=5 が生成数を調整して時間分布を表現するのに対し、t-type=6 では、全ての時間ビンに同数の粒子を生成さ時間分布のカットオフ最大値 [ns]。

せ、粒子のウエイトの積分値を w(i) に比例して変化させることにより時間分布を表現する。また、o-type=1 とし生成個数比 o(i) を与えることにより、各ビンの生成個数を変化させ、特定の時刻をもつ線源の統計量を変化させることが出来る。

h(x)Fortran 形式で書いた関数。x は時刻 [ns] を表す。内部変数や定数が使える。

ll

時刻群数。
デフォルト (o-type=0) では各ビンに等しい個数が生成される。o-type=1 で o(i) を設定した場合は、それらの値に各ビンの生成粒子数の積分値は比例する。

tg1
tg2

時間分布のカットオフ最小値 [ns]。

o-type = 0, 1

(D=0) 生成個数のオプション。
for 0, 全てのビンで o(i)=1。以下のデータは無し。

時間分布のカットオフ最大値 [ns]。

for 1, 各ビンの生成個数比 o(i) を次の行からデータで与える。
(o(i),i=1,ntt)t-type =100 を指定し、PHIITS のソースファイルを書き換えることで、任意の時間分布を与えることができます。この機能を使用する場合は、ソースファイルのひとつ sors.f ファイルにある subroutine tdis01 を書き換えてください。
表 85: 時間分布パラメータ (4)
パラメータ

説明

t-type = 100

エネルギーの関数として時間分布を与える。詳細は、ソースプログラムに書き込んで
実現する。

tg1

時間分布のカットオフ最小値 [ns]。

tg2時間分布のカットオフ最大値 [ns]。

5.3. [ Source ] セクション149

5.3.22 マルチソースの例題
マルチソースの例題を紹介します。この例題には、関数を用いたエネルギー分布や、角度分布の例も含まれています。まず、ソースセクションのリストを示します。
例 3: マルチソースの例題
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:
26:
27:
28:
29:
30:
31:
32:
33:
34:
35:
36:
37:
38:
39:
40:
41:
42:
43:
44:
45:
46:
47:
48:
49:

[ S o u r c e ]totfact = 3<source> = 9.72
s-type = 1
proj = protonz0 = 2z1 = 29r0 = 5r1 = 4
dir = 0.0
e-type = 6
eg1 = 1.e-6
eg2 = 1.e-3
nm = -200
set: c10[1.e-4]
f(x) = x**(1.5)*exp(-x/c10)<source> = 1
s-type = 1
proj = photonz0 = 1z1 = 2r0 = 5dir = -1e-type = 5
eg1 = 1.e-3
eg2 = 5.e-1
nm = 200
set: c10[1.e-1]
set: c20[1.e-1/2.35482]
f(x) = exp(-(x-c10)**2/2/c20**2)<source> = 1
s-type = 1
proj = neutronz0 = 29z1 = 30
r0 = 5e-type = 6
eg1 = 1.e-2
eg2 = 1.e+3
nm = -200
set: c10[92.469]
set: c20[5.644e+10]f(x) = c10/c20*exp(-sqrt(x*(x+1876))/c10)*(x+938)/sqrt(x*(x+1876))
dir = dataa-type = 5
ag1 = 0ag2 = 1nn = 200g(x) = exp(-(x-1)**2/0.3**2)

5. 各セクションの書式

150

この例題には、3 つの<source>で始まるソースが含まれる。最初のソースは、円柱で z が 2cm から 29cmで、半径が 5cm、ただし、r1=4 が定義してあるので、半径 4cm の内側は含まれていない。中空の円柱ソースである。次のソースは、やはり円柱で半径 5cm、z が 1cm から 2cm までの厚さが 1cm の薄い円柱である。
最後のソースは、前のと同じ薄い円柱で、z 座標が 29cm から 30cm までである。各ソースの<source>に定義される、各ソースの相対比である。ここでは、各ソースの体積比になっている。従って、このマルチソー
スでは、定義されるソース領域に均一に粒子が生成される。この座標分布を [t-product] で output=source,

icntl=6 で計算したものを以下に示す。このソースは、円柱の表面、厚さ 1cm の領域を定義している。

x [cm]

4
2
10−3

0
−2
−4

Number [1/cm3/source]

6

−6
0

10

20

30

z [cm]

6

6

z=1.5cm

10−3

0
−2

2
y [cm]y [cm]

2

10−3

0
−2

−4

−4

−6

−6
−6

−4

−2

0
x [cm]

2

4

6

−6

−4

図 13: マルチソース、空間分布−20x [cm]

2

4

6

Number [1/cm3/source]4
Number [1/cm3/source]

4

z=15cm5.3. [ Source ] セクション151

次に、3 つのソースは、ソース粒子が、陽子、光子、そして中性子である。それぞれエネルギー分布が関数で定義してある。最初のものは、Maxwell 分布、次がガウス分布、最後が任意の関数である。最初のMaxwell 分布は、e-type=7 の
e-type = 7
et0 = 1.e-4
et1 = 1.e-6
et2 = 1.e-3と同義である。また、2 番目のガウス分布は、e-type=2 の
e-type = 2
eg0 = 1.e-1
eg1 = 1.e-1
eg2 = 1.e-4
eg3 = 5.e-1と同義である。
これらのエネルギー分布を、やはり、[t-product] で output=source, icntl=6 で計算したものを以下に示す。
結果は、粒子ごとにプロットしているので、各ソースごとのエネルギー分布が色別に表されている。

10−1

Number [1/source]

10−2
10−3

protonphoton10−4neutron

10−5
10−6
10−6 10−5 10−4 10−3 10−2 10−1 100 101 102 103
Energy [MeV]
図 14: マルチソース、エネルギー分布

5. 各セクションの書式

152

最初のソースは、dir=0, 即ち 90 度方向、2 番目が dir=-1, 180 度方向、3 番目が dir=data で角度分布を持つ。ここでは、0 度を中心としたガウス分布が関数形で定義されている。この結果は、[t-cross] を用いて次のように表される。

Angular distribution

0.00150.00100.00050.0000
0.0

0.2

0.4

0.6
cos(θ)

図 15: マルチソース、角度分布

0.8

1.0

5.3. [ Source ] セクション153

5.3.23 ダクトソースオプション
中性子分光施設の非常に長い中性子導管を扱うために、特別なソースを生成するダクトソースオプションを作りました。等方的なソースを仮定すると、長いビームラインの中のカレントは、立体角の関係からソースの位置からの距離の二乗に反比例します。このことは、ビームラインの壁にぶつかるカレントは、”wallcurrent”と呼びますが、例えば 100m 位置で、1m 位置に比べて 6 桁小さくなります。このような状況での計算の統計を上げるために、粒子のウエイトを変化させて、シミュレーション粒子の wall current が、ビーム
ラインのどの場所でも同じになるようなオプションを設けました。
このダクトソースオプションは、s-type = 1, 2 の円柱と角柱のソースに dom = -10 を指定することにより適応されます。各パラメーターとその意味を下にまとめます。
表 86: ダクトソースオプションのパラメータ
パラメータ

説明

dom = -10

ダクトソースの指定。

dl0 =
dl1 =

ビームラインの始点 z0 からの距離 [cm]。

dl2 =
dpf =
drd =

ダクトソースの終点 z0 からの距離 [cm]。

dxw =
dyw =

s-type = 2 角柱の時のビームラインの X サイズ [cm]。
s-type = 2 角柱の時のビームラインの Y サイズ [cm]。

ダクトソースの始点 z0 からの距離 [cm]。

dl2 を通過する粒子の割合。
s-type = 1 円柱の時のビームラインの半径 [cm]。

ビームラインの形状は、s-type=1 の時は円柱、s-type=2 の時は角柱を仮定しています。また、z1=z0 と

dir=1 も仮定しています。後者は、ビームラインの方向です。これを変更する時は、trcl を用いてください。ソース粒子は、z0 地点で、s-type=1 の時は r0 の内部、もしくは、s-type=2 の時は、x0, x1, y0,
y1 の内部で生成されます。

z0

dl0

dl1

dl2

True
dyw
dxw
False

図 16: 角柱のダクトソースのイメージ図

ソース粒子の方向は、ダクトに当たる位置から決定されます。dl1 から dl2 の間のダクトに粒子が均一に当たるように壁の位置が決められます。そのとき、等方分布を仮定して粒子のウエイトが決められます。全体の規格化定数は、z0 地点で dl0 地点のダクト面積と同じ領域で発生した粒子が dl0 地点のダクトを通過する粒子数で規格化されます。通常、dl0 から dl2 のダクト壁から全てのソース領域が見える時、この規格化定数は 1 です。もし、z0 地点でのソース領域が、dl0 地点のダクト面積より大きい場合は、z0 地点でダ
クト面積より大きい領域からダクトに入った粒子は、ソース粒子の規格化には含まれません。このことは、

z0 地点でダクト面積より大きい領域からダクトに入った粒子は、規格化定数を変えずにダクト管内のカレ

5. 各セクションの書式

154

ントを増加させます。このダクトソースでは、粒子のソース位置での角分布は、ビームラインの方向のダク
ト面積の立体角で均一であるということを仮定しています。
次に、簡単な例題を示します。最初の例は、角柱のビームラインを仮定し、ソースサイズとガイド断面積は同じとしています。ダクトソースのセクションは、
例 4: ダクトソースオプションの例題 (1)
1
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:
26:
27:
28:
29:
30:

[ S o u r c e ]set: c1[200]$dl0set: c2[500]$dl1
set: c3[5000]$dl2
set: c4[5.0]$x*2 at z0
set: c5[5.0]$y*2 at z0
set: c10[5.0]$dxw
set: c20[5.0]$dyw
set: c30[0.001] $dpf
s-type = 2
proj= neutrone0= 20.0x0= -c4/2
x1= c4/2y0= -c5/2
y1= c5/2
z0
= 0.0
z1
= 0.0
dir
= 1.0
phi
= 0.0
dom = -10
dl0 = c1
dl1 = c2dl2 = c3
dxw = c10
dyw = c20
dpf = c30

101

最初のパートでこのダクトソースに必要な定数、dl0,

1 / L2

dl1, dl2 と dxw, dyw, dpf を定義しています。次のパートで、ソースの位置、エネルギーを定義しています。最後

100

1 / L3Current, PHITSのパートで、ダクトソースのパラメーターを定義していま

10−1Wall Current, PHITSと wall current を [t-cross] タリーを用いて計算しています。
結果を右の図に示します。同じ図に、理想的な場合の解析的な解、つまり、current が 1/L2 に比例し、wall current が1/L3 に比例するグラフも描いてあります。十字の印が、dl0の位置です。ここの current が 1 です。ダクトソースオプ
ションの結果は、理想的な場合と完全に一致しています。

Current [n/source]

す。ここでは、5m から 50m のビームラインの中の current
10−2
10−3
10−4
10−5
10−6
0

1000

2000

3000
z [cm]

4000

5000

図 17: ダクトソースオプション例題 1

5.3. [ Source ] セクション155

次の例題は、ソース領域の大きさを変えたものです。
例 5: ダクトソースオプションの例題 (2)
1
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:
26:
27:
28:
29:
30:

[ S o u r c e ]set: c1[200]$dl0set: c2[500]$dl1
set: c3[5000]$dl2
set: c4[10.0]$x*2 at z0
set: c5[10.0]$y*2 at z0
set: c10[5.0]$dxw
set: c20[5.0]$dyw
set: c30[0.001] $dpf
s-type = 2
proj= neutrone0= 20.0x0= -c4/2
x1= c4/2y0= -c5/2
y1= c5/2
z0
= 0.0
z1
= 0.0
dir
= 1.0
phi
= 0.0
dom = -10
dl0 = c1
dl1 = c2dl2 = c3
dxw = c10
dyw = c20
dpf = c30

次のグラフが示すように、この例題では、current、wall current ともに増加しています。この増加分がソース領域のダクトより大きい部分からの寄与を示します。従って、このオプションによって、ソースのマージン領域からの寄与を自動的に扱うことができます。
101

Current [n/source]

1 / L2100

1 / L3Current, PHITS

10−1

Wall Current, PHITS

10−2
10−3
10−4
10−5
10−6
0

1000

2000

3000
z [cm]

4000

5000

図 18: ダクトソースオプション例題 2

5. 各セクションの書式

156

5.4

[ Material ] セクション

5.4.1

書式

このセクションでは、体系を構成する物質を定義します。ここで定義した物質は、[cell] セクションをはじめとする幾つかのセクションで参照されます。
書式は以下の通りです。物質番号の後に、物質を構成する元素（核種）とその組成比を交互に書きます。

[ M a t e r i a l ]MAT[物質番号]

元素

組成比

元素

組成比

...

...

物質番号 n は 1 から 99999 まで選択でき、MAT[n] あるいは Mn の 2 種類の表現で指定することができます。
ただし、MAT[n] において、MAT と [の間には空白文字を入れることができないのでご注意ください。
コメント文字として#, %, !, $の 4 文字が使用できます。バージョン 2.88 までは c もコメント文字として使用することができていましたが、それより後のバージョンではデフォルトでは使用できなくなりました。もし、コメント文字として使用したい場合は、[parameters] セクションにおいて icommat=1 としてください83 。また、ファイルのインクルード文、定数定義などは、セクションの途中でも用いることが出来
ます。

5.4.2

元素（核種）の定義

上記書式の元素の箇所には、定義したい物質の元素記号を書いてください。核種を指定する場合は、質量数を加えた表式を書いてください。208Pb, Pb-208, 82208 のどの形式でも可能です。例えば水素は、1H,

H-1, 1001 と指定します。元素記号のみ、あるいは質量数をゼロにした場合（例えば Pb, 82000）は、その元素の同位体を天然存在比で展開します。ただし、JENDL-4.0 に含まれない核種に関しては展開されま
せんのでご注意ください。
PHITS パッケージに含まれている JENDL-4.0 以外の核データライブラリーを使用する場合は、断面積ディレクトリファイル file(7) (D=xsdir) にそのライブラリ付属の xsdir の情報を追加してください。もし、20MeV 以下の中性子データライブラリーについて、JENDL-4.0 以外のものを使用する場合は、物質番号毎にそのライブラリーの id を表 87 の NLIB により指定してください。ライブラリーの id は、ライブラリー
番号（2 桁の数字）とデータのクラス（1 文字のアルファベット）を組み合わせて定義されており、例えばJENDL-4.0 の中性子ライブラリーであれば 50c となります。中性子以外にも、PLIB, ELIB, HLIB を指定することで、それぞれ光子、電子、陽子のライブラリーを指定して利用することができます。また、物質番号毎ではなく、核種毎に使用するデータライブラリーを指定する場合は、その核種の指定を 208Pb.50c,
Pb-208.50c, 82208.50c のような形式で行ってください。ただし、基本的に PHITS では、中性子などの入射粒子に対して各々1 種類のライブラリーを指定するようにし、その指定は NLIB, PLIB, ELIB, HLIBにより行ってください。もし、2 種類目のライブラリーを指定したい場合は、中性子に関してのみ可能です
ので、NLIB による指定を行った上で、ライブラリーを変更したい核種を 208Pb.50c のような形式で定義してください。また、各物質の後に拡張子でライブラリを指定できるのは中性子のみです。たとえば、6 Li と7

Li について、陽子の JENDL/4.0-HE ライブラリを利用する場合、HLIB を用いて、6Li 0.001
7Li 0.999
hlib=51h
83 ただし、バージョン 2.89 から 2.95 までは、icommat=1 を含む [parameters] が c を使用している [material] より前に書かれている必要があります。

5.4. [ Material ] セクション

157

としてください。なお、id によるライブラリーの指定がない場合は、file(7) 中のリストを上から検索し、その核種で最初に該当したライブラリーを使用します。どの核データが使用されたのかを知りたい場合は、[parameters] において kmout=1 とすることで、サマリーの出力ファイル file(6) (D=phits.out) にその情報が書き出されます。
EGS5 を使用する場合は、1 つの物質番号に含む元素の数（核種の数ではありません）は 20 以下として
ください。

5.4.3

物質組成比の定義

上記書式の組成比の箇所には、その物質番号で定義した物質に含まれる元素（核種）の組成比を書いてください。正の数で書いた場合は原子数比、負の数で書いた場合は質量比の意味となります。例えば、水(H2 O) を定義したい場合は、
MAT[1] H 2

O 1

あるいは、

MAT[1] H -2/18

O -16/18と指定します。水の分子量がおよそ 18 であることから、水に含まれる水素と酸素の質量比がそれぞれ約

2/18 と 16/18 となるためです。
粒子輸送計算時に使用される物質の密度は、[cell] セクションで定義します。ただし、[t-deposit],[t-deposit2], [t-let], [t-sed] セクションにおいて letmat を指定する場合は、本セクションの組成比の箇所で物質密度を定義する必要があります。その際、正の数の場合は粒子密度（単位は [1024 atoms/cm3 ]）、負の数の場合は質量密度（単位は [g/cm3 ]）として定義します。

5.4.4

物質パラメータ

核データライブラリを使う領域に関して、物質毎のパラメータを keyword=value の形で指定します。挿入
場所は、その物質番号のサブセクション中なら自由です。指定できるパラメータとその意味は以下の通り
です。

5.4.5

阻止能の指定PHITS では、通常、物質の阻止能は ndedx パラメータで指定するモデル（ATIMA、SPAR など）で計算します。しかし、それらのモデルでは精度が十分ではない場合や、ICRU90 で定義した阻止能を使いたい場
合は、阻止能のデータベースを直接読み込ませることができます。その指定方法はdedxfile = ファイル名で指定できます。この阻止能データベースファイルは、file(29) で指定したフォルダ（初期設定は file(1)/data/dedx）に格納しておく必要があります。また、様々な物質に対する陽子及び α 粒子に対して PSTAR 及び ASTAR84で計算した阻止能データベースを上記フォルダに格納していますので、必要に応じて指定してご使用ください。なお、本機能は ATIMA で阻止能を計算する放射線に対してのみ有効となります。また、エネルギー
分散 (nedisp) や角度分散 (nspred) は、従来と同様に機能します。

84 https://www.nist.gov/pml/stopping-power-range-tables-electrons-protons-and-helium-ions

5. 各セクションの書式

158

表 87: 物質パラメータ
パラメータ

値

説明

GAS

D = 0
= 0
= 1

電子の阻止能の密度効果= n

電子輸送のサブステップの数を n にする

ESTEP

液体もしくは固体の計算に適する
気体の計算に適する

n が build-in のデフォルト値より小さい時は無視される
NLIB

= id

デフォルトの中性子ライブラリー番号を id にする

PLIB
ELIB

= id
= id

デフォルトの光子ライブラリー番号を id にする

HLIB

= id

デフォルトの陽子ライブラリー番号を id にする

デフォルトの電子ライブラリー番号を id にする
伝導体設定

COND
< 0

絶縁体

= 0
> 0

(Default) 1 個でも絶縁体があれば絶縁体、それ以外は伝導体1 個でも伝導体があれば伝導体

5.4.5.1 阻止能データベースファイルのフォーマット
dedxfile で指定する阻止能データベースファイルでは、$と#がコメントとして利用できます。また、PHITS
入力ファイルとほぼ同じく大文字小文字の区別はありません。指定できるパラメータは unit と kf のみで、それぞれ阻止能を与えるエネルギーの単位と放射線の種類を表します。

unit = 1: MeV (全運動エネルギー、デフォルト)= 2: MeV/u（atomic mass unit あたりの運動エネルギー）= 3: MeV/n（核子あたりの運動エネルギー）
unit は、最初の kf コードを指定する前に指定してください。kf は対象となる粒子の kf コードを指定し、その後に阻止能データベースを
エネルギー

阻止能

順にエネルギーの昇順で定義してください。ここで、エネルギーは unit で指定した単位、阻止能は MeV/(g/cm2 )の単位で与えてください。阻止能の単位は変更できませんのでご注意ください。指定したエネルギー範囲外の放射線や kf コードを指定しなかった放射線に対しては、ATIMA で計算した値がそのまま利用されます。
複数の放射線に対する阻止能を定義する場合は、1 つのデータベースファイルにまとめてください。複数用意したデータベースファイルを 1 つの物質に対して使用することはできません。

5.4.6

S (α, β) の指定

低エネルギー中性子の輸送の際、熱中性子散乱データ S (α, β) のライブラリーが必要になる場合があります。特に、熱エネルギー付近で挙動が大きく変わりますのでご注意ください。S (α, β) ライブラリーは、

MTn 物質 ID
で指定できます。ここで、n はその物質の物質番号です。物質 ID は、xsdir に書かれている ID 番号（lwtr.20tなど）です。例えば、常温の水の場合は、

5.4. [ Material ] セクション

M1

H
O

MT1

lwtr.20t

159

2.0
1.0

のように指定します。各データの物質や温度情報は/XS/tsl/tsl-table に書かれていますので、そちらをご参照下さい。

5.4.7

飛跡構造解析計算用の化学形の指定

飛跡構造解析計算を行う場合、物質の化学形が重要です。電子の飛跡構造解析や、KURBUC を用いた陽子や炭素の飛跡構造解析は、水の断面積を密度によって規格化することによって物質の断面積を計算しますので、化学形の指定は不要です。しかし、ITSART (Ion Track Structure calculation model for Arbitrary Radiation

and Targets) を用いた陽子・イオンの飛跡構造解析の場合、構成元素をもとに断面積やイオン化ポテンシャ
ルを計算することに加え、以下の物質はさらに化合物であることを考慮できます。
H2 O, CO2 , NH2 , NH3 , SF6 , TeF6 , CH4 , CH3 , C2 H2 , C2 H4 , C2 H6 , C6 H6 ,(CH3 )2 NH化合物としての化学形を考慮する場合、

M1

H

2.0

O 1.0

chem = H2Oのように表記します。化合物や純物質の混合物の場合、物質量 (モル) の比で

M1

H

1.62

chem = H2O

O
0.01

0.01
N2

N 1.6

C 0.4

Ar

0.8

CH4

0.4

0.1
Ar

0.1

のように表記します。Chem 内の物質量比は自動で規格化されるので、絶対値は重要ではありません。

5.4.8

例題

幾つかの例題を下に示します。
例 6: [material] セクションの例題 (1)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:

[ M a t e r i a l ]MAT[ 1 ]
1H
1.0000000E-04
208Pb
1.7238000E-02
204Pb
4.6801000E-04
206Pb
7.9430000E-03
207Pb
7.2838000E-03
MAT[ 2 ]1H
1.0000000E-09
14N
4.6801000E-05
16O
7.9430000E-06

元素（核種）と組成比の順番は、元素-組成比がデフォルトで、これを逆にしたいときは、
例 7: [material] セクションの例題 (2)
1:
2:
3:
4:

[ M a t e r i a l ]dennuc
MAT[ 1 ]1.0000000E-04
1H<------

5. 各セクションの書式

160

5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:

1.7238000E-02
4.6801000E-04
7.9430000E-03
7.2838000E-03
MAT[ 2 ]1.0000000E-09
4.6801000E-05
7.9430000E-06

208Pb
204Pb
206Pb
207Pb
1H
14N
16O

のように、den nuc を入れて定義します。
例 8: [material] セクションの例題 (3)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:

[ M a t e r i a l ]m1
80196.49c 5.9595d-5
80198.49c 3.9611d-3
80199.49c 6.7025d-3
80200.49c 9.1776d-3
80201.49c 5.2364d-3
80202.49c 1.1863d-2
80204.49c 2.2795d-3$...Be...
m3
4009.37c 1.2362E-1
mt3
be.01
$
...h2o (25C)...
m4
1001.37c 6.6658d-2
8016.37c 3.3329d-2
mt4
lwtr.01$...b4c (natural boron; 25%-density)...
m5
6012.37c 6.8118d-3
5011.37c 2.1825d-2$...liquid-h2 (20K)...
m6
1001.49c 3.1371d-2
1011.49c 1.0457d-2
mt6
orthoh.00
parah.00

5.5. [ Surface ] セクション

5.5[ Surface ] セクション

5.5.1

書式

161

このセクションでは、[cell] セクションでセル（小部屋）を定義するために使用する面 (surface) を定義します。 PHITS で定義できる面には平面、球面、円柱面などがあり、これらの形状に対応した方程式の各パラメータを指定することで、それぞれの面を定義します。コメント文字として C の他、$が使用できます。
ファイルのインクルード文、定数定義などは、セクションの途中でも用いることが出来ます。継続行には、先頭に 5 桁の空白が必要です。
書式は以下の通りです。面番号、座標変換番号、面記号、面定義数値の順番で、各面を定義します。各項
目の意味は表 88 を参照してください。

[ S u r f a c e ]面番号
座標変換番号

面記号

面定義数値

面記号は、表 89 に示す 1 つの方程式で表現できる面や、表 90 にある複数の面を組み合わせたマクロボ
ディーの記号により指定します。面定義数値では定数や数式が使えます。また、面番号の前に “*” をつけると全反射面、“+” をつけると白色反射面を定義できます。例えば、無限に拡がる繰り返し構造を模擬する場
合は、全反射面の機能を使うと便利です。但し、四面体メッシュ体系内では反射面が動作しません。四面体
メッシュ体系内で反射面を使いたい場合は、物理的に無視できる薄い四面体メッシュ体系外領域を内部に定義し、その中に反射面を定義すれば、反射を実現できます。

表 88: 面記述書式
項目

説明

面番号

1 ∼ 999999 が使用できます。

座標変換番号

座標変換を行わない場合は指定しません。座標変換がある場合は、[transform]
セクションで定義する TRn の番号 n を指定します。

面記号

表 89 および表 90 にある面記号を指定します。

面定義数値

定義する面により 1 個から 15 個の入力値を指定します。

5. 各セクションの書式

162

表 89: 方程式で定義される面
面記号

型式

解説

方程式

入力数値

P
PX
PY
PZ
P

平面

汎用
X 軸に垂直Y 軸に垂直Z 軸に垂直3 点を通る面

Ax + By + Cz − D = 0
x−D=0
y−D=0
z−D=0

SO
S
SX
SY
SZ
C/X
C/Y
C/Z
CX
CY
CZ
K/X
K/Y
K/Z
KX
KY
KZ

球

中心が原点
汎用
中心が X 軸上
中心が Y 軸上
中心が Z 軸上X 軸に平行Y 軸に平行Z 軸に平行
X 軸上
Y 軸上
Z 軸上
X 軸に平行Y 軸に平行Z 軸に平行
X 軸上
Y 軸上
Z 軸上

x2 + y2 + z2 − R2 = 0(x − x0 ) + (y − y0 )2 + (z − z0 )2 − R2 = 0(x − x0 )2 + y2 + z2 − R2 = 0
x2 + (y − y0 )2 + z2 − R2 = 0
x2 + y2 + (z − z0 )2 − R2 = 0(y − y0 )2 + (z − z0 )2 − R2 = 0(x − x0 )2 + (z − z0 )2 − R2 = 0(x − x0 )2 + (y − y0 )2 − R2 = 0
y2 + z2 − R2 = 0
x 2 + z2 − R2 = 0
x2 + y2 − R2 = 0√22√(y − y0 ) + (z − z0 ) ∓ |t| (x − x0 ) = 022√(x − x0 ) + (z − z0 ) ∓ |t| (y − y0 ) = 0
2(x − √x0 ) + (y − y0 )2 ∓ |t| (z − z0 ) = 0
22√y + z ∓ |t| (x − x0 ) = 022√x + z ∓ |t| (y − y0 ) = 0
2x + y2 ∓ |t| (z − z0 ) = 0

X, Y, または
Z 軸に平行な軸
X, Y, または
Z 軸に平行でない軸

A(x − x0 )2 + B(y − y0 )2 + C(z − z0 )2 +2D(x − x0 ) + 2E(y − y0 ) + 2F(z − z0 ) + G = 0

A, B, C, D
D
DD
x1 , y1 , z1 , x2 , y2 , z2 ,x3 , y3 , z3R
x0 , y0 , z0 , R
x0 , Ry0 , Rz0 , Ry0 , z0 , R
x0 , z0 , R
x0 , y0 , R
R
R
R
x0 , y0 , z0 , |t|2 , k
x0 , y0 , z0 , |t|2 , k
x0 , y0 , z0 , |t|2 , k
x0 , |t|2 , k
y0 , |t|2 , k
z0 , |t|2 , k
k は ±1 or 未指定
A, B, C, D, E,
F, G, x0 , y0 , z0

Ax2 + By2 + Cz2 + Dxy + Eyz+Fzx + Gx + Hy + Jz + K = 0

A, B, C, D, E,
F, G, H, J, K

X, Y, または
Z 軸に平行

(x − x0 )2 /B2 +√( (y − y0 )2 + (z − z0 )2 − A)2 /C 2 − 1 = 0(y − y0 )2 /B2 +√2( (x − x0 ) + (z − z0 )2 − A)2 /C 2 − 1 = 0(z − z0 )2 /B2 +√2( (x − x0 ) + (y − y0 )2 − A)2 /C 2 − 1 = 0x0 , y0 , z0 , A, B, C

SQ

GQ

TX
TY
TZ

平面

円柱

円錐

楕円
双曲面
放物面
円柱
円錐
楕円
双曲面
放物面
楕円環体
円環体

2

x0 , y0 , z0 , A, B, C
x0 , y0 , z0 , A, B, C

[surface] セクションで定義した面を [cell] セクションで使用する際、基本的にはその面によって作られる形状の内側をマイナス側、外側をプラス側として指定してください。ただし、平面などの閉じた形状でない面の場合は、その面を表す方程式 f (x, y, z) = 0 に対して、任意の座標 (x0 , y0 , z0 ) を代入して判別してください。左辺の値 f (x0 , y0 , z0 ) が正であれば座標 (x0 , y0 , z0 ) が含まれる領域がプラス側、負であればマイナ
ス側となります。例えば、PY で D = 5 とした場合、方程式が f (x, y, z) = y − 5 = 0 となるため、原点 (0, 0, 0)を含む領域は f (0, 0, 0) = 0 − 5 = −5 のマイナス側となります。
面記号 P を用いて、3 つの座標を与えることにより平面を定義できます。この場合、座標原点を含む領域
がマイナス側として定義されますので、[cell] セクションで使用する際はご注意ください。
円錐の場合、x0 , y0 , z0 等で指定する頂点を中心に、中心軸に沿ってプラス側とマイナス側の両方に円錐面が定義されます。k の入力を 1 とすると軸のプラス側に広がる面のみを指定し、k = −1 とすると軸のマイナ
ス側に広がる面のみを指定します。k に何の値も与えない場合はその両方を指定します。ただし、片方の円錐面しか使用しない場合は、[cell] セクションで領域を定義する際に、円錐の頂点を通る平面でも囲むよ5.5. [ Surface ] セクション

163

うにしてください。すなわち、円錐を領域として定義する場合は、円錐の頂点を通る平面、片方の円錐面、円錐の底面の 3 つが必要です。
表 90: マクロボディー

面記号

型式

BOX

任意の BOX 平面（全ての角が 90 度）

RPP

直方体
（各面が x, y, z 軸に
垂直）球
（汎用球 S と同じ）

SPH

RCC

円柱

RHP
or
HEX

任意の 6 角柱
プリズム

REC

楕円柱

TRC

カットされた円錐

ELL

楕円体

WED

くさび形

入力数値

解説

x0 , y0 , z0 ,A x , Ay , Az ,Bx , By , Bz ,C x , Cy , Cz
xmin , xmax ,ymin , ymax ,zmin , zmax
x0 , y0 , z0 ,Rx0 , y0 , z0 ,H x , Hy , Hz ,R
x0 , y0 , z0 ,H x , Hy , Hz ,A x , Ay , Az ,Bx , By , Bz ,C x , Cy , Cz
x0 y0 z0 ,H x , Hy , Hz ,A x , Ay , Az ,Bx , By , Bz
x0 , y0 , z0 ,H x , Hy , Hz ,R1 ,R2
R > 0 のとき、
x1 , y1 , z1 ,x2 , y2 , z2 ,R

基点の座標
基点からの第 1 面のベクトル基点からの第 2 面のベクトル基点からの第 3 面のベクトル
x 座標の最小値、最大値
y 座標の最小値、最大値
z 座標の最小値、最大値
中心座標
球の半径
底面の中心座標
底面の中心からの上面中心へのベクトル
円柱の半径
基点の座標
基点からの高さベクトル
基点からの第 1 面へのベクトル基点からの第 2 面へのベクトル基点からの第 3 面へのベクトル
楕円柱底面の中心座標
シリンダーの高さベクトル (H)H に垂直な楕円の長軸ベクトル (A)H と A に垂直な楕円の短軸ベクトル (B)
円錐底面の中心座標
円錐の高さベクトル
底面の半径
上面の半径

R < 0 のとき、

この場合、長軸を中心に回転して楕円体を作りますので、
長軸 < 短軸となっても問題ありません
楕円体の中心長軸のベクトル
短軸の半径
頂点の座標
底面の三角形においてある頂点から別の頂点へのベクトル (A)A の頂点とは別の頂点へのベクトル (B)
高さベクトル (H)x0 , y0 , z0 ,A x , Ay , Az ,R
x0 , y0 , z0 ,A x , Ay , Az ,Bx , By , Bz ,H x , Hy , Hz

第 1 焦点の座標
第 2 焦点の座標
長軸の半径カットされた円錐 (TRC) を用いる際、上面の半径 (R2 ) を 0 にしないよう注意してください。例えば、TRCを用いてカットされていない（頂点をもつ）円錐を定義する場合は、R2 の値に小さな値を入れてください。
くさび形 WED は、その底面が直角三角形である必要があります。任意の三角形は直角三角形を組み合わせて作成してください。

5. 各セクションの書式

164

面の記述方法5.5.2

本節では、表 89 と 90 で示した各面と各マクロボディーについて、例題と図を用いて説明します。
例 9: 平面の例題 (1)1:2:[surface]
1
PY

5

z

PX,PY,PZ はそれぞれ x, y, z 軸に垂直な平面を定義します。この
例題では、面記号に PY、面定義数値に 5 を指定することで、面
番号 1 の面を y 軸に垂直な y = 5 の平面として定義しています。
この面は、図 19 の破線で示した面のようになります。

5

x

y

y=5
図 19: 例題 9 で定義した y = 5 の平面。

例 10: 平面の例題 (2)
1:
2:
3:

[surface]
1
P
2
P

2 2 1
5 0 0

10
0 5 0

0 0 10

任意の面を定義する際は、面記号に P を指定します。この場合、面z

定義数値の指定方法には 2 種類あり、方程式 Ax + By + Cz − D = 0

10を満たす A, B, C, D を指定する方法と、平面を通る 3 つの座標

(x1 , y1 , z1 ), (x2 , y2 , z2 ), (x3 , y3 , z3 ) を指定する方法があります。前者の方法は、定義したい面に垂直な法線ベクトル (s, t, u) とその面が通る点の座標 (x0 , y0 , z0 ) がわかっている場合に利用できます。
この条件を満たす平面の方程式は、s(x − x0 ) + t(y − y0 ) + u(z − z0 ) = 0(7)となり、これを変形すると、

sx + ty + uz − (sx0 + ty0 + uz0 ) = 0

5
x

y

5
2x+2y+z-10=0

図 20: 例題 10 で定義した面。

(8)となるため、A = s, B = t, C = u, D = sx0 + ty0 + uz0 を指定することで、目的の面を定義できます。例題 (2)に示した面番号 1 は、法線ベクトルを (2, 2, 1) とし、座標 (5, 0, 0) を通る面です。この面は、図 20 の破線で示した面のようになります。後者の方法では、定義したい面が通過する 3 つの座標を指定します。例題 (2)の面番号 2 は、座標 (5, 0, 0), (0, 5, 0), (0, 0, 10) を通る面となっており、面番号 1 の面と同じものです。

5.5. [ Surface ] セクション165

例 11: 球面の例題
1:
2:
3:
4:

[surface]
1
SO
2
SZ
3
S

5
10 3
10 10 03z球面を定義する際は、SO,SX,SY,SZ,S を指定

Surface Number 2

します。SO は座標原点を中心とする球面を定10義する場合に指定し、面定義数値としてその半径 R を指定します。この例題では、2 行目

Surface Number 110yにおいて、原点を中心として半径を 5cm とする球面を面番号 1 の面として定義しています。SX,SY,SZ は、それぞれ x, y, z 軸上に中心Surface Number 310xをもつ球面を定義する際に指定します。面定
義数値は、各軸上の値と半径 R を指定します。
例題の 3 行目では、z 軸上の座標 (0, 0, 10) を

図 21: 例題 11 で定義した 3 つの球面。

中心とする半径 3cm の球面を面番号 2 の面として定義しています。任意の座標 (x0 , y0 , z0 )を中心とする球面を定義する場合は S を指定します。この場合、面定義数値には、球の中心を示す座標(x0 , y0 , z0 ) と半径 R を指定します。例題では、(10, 10, 0) を中心とする半径 3cm の球面を面番号 3 の面として定義しています。例題で定義した面番号 1,2,3 の面は図 21 に示す 3 つの球面のようになります。

例 12: 円柱側面の例題
1:
2:
3:

[surface]
1
CY
2
C/Y

5
15 0

3

z

x, y, z 軸を中心軸とする円柱の側面を定義する際には、それぞれ
CX,CY,CZ を指定します。この場合、面定義数値には円柱の半径
R を指定します。例題の 2 行目では、y 軸を中心軸とする半径 5cm

R=5の円柱の側面を定義しています。これは図 22 の右上に示す円柱の側面に対応しています。次に、C/X,C/Y,C/Z は、それぞれ x, y, z
軸に平行な直線を中心軸とする円柱の側面を定義する際に指定します。この場合、円柱の半径 R の他に、中心軸が通る点の座標

R=3 yxSurface Number 2を指定する必要があります。例題の 3 行目では、y 軸に平行で座
標 (15, 0, 0) を通る直線を中心軸とする円柱の側面を定義しています。 x0 = 15, z0 = 0 の値を面定義数値の 1,2 番目のそれぞれで指定しており、最後に半径 3cm を与えています。この面は、図Surface Number 1

図 22: 例題 12 で定義した 2 つの円柱の側面。

22 の左下に示す円柱の側面に対応します。
x, y, z 軸に平行でない直線を中心軸とする円柱は面記号 GQ を用いて定義できますが、[transform] を使った座標変換を利用する方が便利です。

5. 各セクションの書式

166

例 13: 円錐面の例題
1:
2:
3:

[surface]
1
KZ
2
K/Z

0 1
0 20 01/3

1x, y, z 軸を中心軸とする円錐面を定義する際は、KX,KY,KZ を指定します。面定義数値には、各軸上の頂点の座
標、円錐の角度に関するパラメータ |t|2 および円錐の広がる方向に関するパラメータ k（省略可）を指定します。
例題の 2 行目に KZ を指定した例を示しており、
面定義数値の 1 番目に頂点の z 座標 z0 = 0、2 番

z

目に |t| = 1 を指定しています。面記号 KZ の方

45o

2

30o

程式は、

√

Surface Number 2

Surface Number 1

x2 + y2 ∓ |t| (z − z0 ) = 0(9)20なので、各面定義数値の値を代入すると、√
x2 + y2 − z = 0, (z > 0)
(10)√x2 + y2 + z = 0, (z < 0)
(11)

x

y

図 23: 例題 13 で定義した円錐面。

となります。この場合、面番号 1 の面は、円錐の頂点を (0, 0, 0) とし、z 軸を中心軸とする円錐面となり、図23 の左側に示す面のようになります。頂点を境にして、z 軸に沿ってプラス側が式 (10) に対応しており、マイナス側が式 (11) に対応しています。これらはそれぞれ面定義数値の最後に k = 1 あるいは k = −1 を指定することで定義できますが、例題の 2 行目では k を未指定としており、この場合は両方の面を定義することになります。また、面定義数値の 2 番目は、円錐の中心軸と母線のなす角度 θ と、|t|2 = tan2 θ の関係にあります。よって、面番号 1 の場合は tan θ = 1、すなわち θ = 45◦ となります。次に、 x, y, z 軸に平行な中心軸をもち、座標 (x0 , y0 , z0 ) を頂点とする円錐面を定義する場合は、K/X,K/Y,K/Z を指定します。例題の 3
行目に、K/Z を指定した例を示します。頂点は (0, 20, 0) であり、z 軸に平行な中心軸をもつ円錐面を定義し√ています。|t|2 = 1/3 であることから、tan θ = 1/ 3、すなわち θ = 30◦ となります。また、k = 1 とすること
で、プラス側の円錐面のみを定義しています。

例 14: 楕円面の例題
1:
2:[surface]
1SQ

1/9**2 1/6**2 1/3**2

0 0 0

-1

0 0 0

z

図 24 に示すような楕円面を定義する場合は、SQ を指定します。楕円面の方程式は、 x, y, z 軸方向の半径がそれぞれ a, b, c の場合に、
2

2

2

y
z
x
+
+
=1
a2 b2 c2

a=9

(12)

と書けます。よって、SQ の面定義数値の 1,2,3 番目にそれぞれ A =

c=3
b=6
y

x

1/a2 , B = 1/b2 , C = 1/c2 を指定し、4,5,6 番目には D = E = F = 0、
7 番目には G = −1 を指定することで、楕円面を定義できます。例題で 図 24: 例題 14 で定義した楕円面。
は、x, y, z 軸方向の半径がそれぞれ 9, 6, 3cm の場合の楕円面を定義しています。楕円を回転させて定義される回転楕円体を指定する場合は、回転軸以外の軸方向の径の長さを一致させます。例えば、 x 軸を回転軸とする場合は、b = c すなわち B = C と指定します。また、面定義数値の8,9,10 番目で、楕円体の中心の座標 (x0 , y0 , z0 ) を指定します。例題では、座標原点 (0, 0, 0) を楕円体の中心としています。なお、D, E, F に 0 以外の値を指定すると、楕円面以外の 2 次曲面を表すことになるのでご注意ください。

5.5. [ Surface ] セクション167

例 15: 双曲面の例題
1:
2:
3:

[surface]
1
SQ
2
SQ

1/6**2 1/3**2 -1/5**2 0 0 0 -1 0 0 0-1/6**2 -1/3**2 1/5**2 0 0 0 -1 0 20 0

図 25 の中央と右側に示したような双曲面を定義する場合は、面記号に SQ を指定します。中央に示したもの
は一葉双曲面、右側に示したものは二葉双曲面と呼ばれており、それぞれ次の方程式によって定義されます。

x2 y2 z2+−
a2 b2 c2x2 y2 z2− 2− 2+ 2
a
b
c

=

1

(13)

=

1

(14)

z=0

z
b=3

ただし、これらは z 軸を中心軸としたものです。また、a = b の場合は

a=6

回転双曲面となります。例題の 2 行

xy(0,20,0)xy目で定義している面番号 1 が、図 25の中央にある一葉双曲面となります。面定義数値の 1,2,3 番目にそれ
図 25: 例題 15 で定義した双曲面。

ぞれ A = 1/62 , B = 1/32 , C = −1/52を指定し、4,5,6 番目には D = E =F = 0、7 番目には G = −1 を指定しています。中心軸は z 軸であり、面定義数値の 8,9,10 番目に (0, 0, 0)を指定することで、中心軸が座標原点を通ります。この双曲面と z 軸に垂直な平面の交線は楕円となります。図 25 の左側に示したのが、z = 0 の平面上で面番号 1 の面を見た図です。 x, y 軸方向の半径がそれぞれ

a = 6, b = 3cm の楕円となっています。例題の 3 行目で定義しているのが、図 25 の右側に示す二葉双曲面です。面番号 1 とは a, b, c の符号を逆転させており、面定義数値の 4,5,6 番目を 0、7 番目を G = −1 とすることで、二葉双曲面を定義しています。ただし、面定義数値の 8,9,10 番目において (x0 , y0 , z0 ) = (0, 20, 0) と指定することで、中心軸が (0, 20, 0) を通過する面となっています。また、二葉双曲面を用いて [cell] セクションで領域を定義する際は、座標 (x0 , y0 , z0 ) を含む領域がマイナス側、含まない方がプラス側となります。図の右下にある双曲面の内側の領域もプラス側として指定することになりますので、ご注意ください。

例 16: 放物面の例題
1:
2:[surface]
1SQ

1 1/2**2 0

0 0 -100 0 0

図 26 の中央に示したような放物面を定義する場合には、例題 16 のように面記号 SQ を用いて指定します。
一般に z 軸を中心軸とする放物面の

y=0

z

x=0

z

z

式は次のようにな
ります。

z=

x2 y2
+
(15)
a2 b2

よって、面定義数z=x2

z= 41 y 2
x

x

y
y

値の 1,2,3 番目に

図 26: 例題 16 で定義した放物面。
=
1/a2 , B = 1/b2 , C = 0 を指定し、4,5,6 番目には D = E = 0, F = −1、7 番目には G = 0 を指定することそれぞれ Aで、z 軸を中心軸とする放物面を定義できます。例題では a = 1, b = 2 の放物面を定義しています。この放物面と z 軸を含む平面の交線は放物線となり、y = 0 と x = 0 の平面上で見ると、それぞれ図 26 の左側と右側に示す放物線となります。また、放物面の頂点 (x0 , y0 , z0 ) は面定義数値の 8,9,10 番目で指定します。

5. 各セクションの書式

168

例 17: GQ の例題
1:
2:
3:
4:
5:

[surface]
set: c1[30]set: c2[cos(c1/180*pi)]
set: c3[sin(c1/180*pi)]
1GQc2**2 1/2**2 c3**2

0 0 -2*c2*c3-c3 0 -c20z

面記号 GQ は、 x, y, z の 2 次式で表現される曲面を定義する場合に使用します。同様に 2 次式で表現される CX 等（円柱）、KX 等（円錐）、SQ（楕円面等）との違いは、中心軸が x, y, z 軸と平行でない曲面に対しても定義できる点です。ただし、単純な 1 次変換であれば、CX,KX,SQ 等で定義した面に対して [transform] セクションで定義した座標変換を適用する方が便利です。例題 17 では、例題 16 で取り扱った放物面を yx軸回りに 30◦ だけ回転させた例を示しており、図 27 ような面を定義できます。この例題で指定した面定義数値は、下記の計算により求めたものです。座標 (x, y, z) を y 軸周りに θ 回転させた座標を (x′ , y′ , z′ ) とする

y

図 27: 例題 17 で定義した放物面。

と、これらの関係は、

 ′   x   cos θ  y′  = 
0 ′ − sin θz 
sin θ   x   10   y  ,  z
0 cos θ

(16)



 
0 − sin θ   x′   x′ cos θ − z′ sin θ   
  y′  = 
y′
1
0

  
′′′x sin θ + z cos θz
0 cos θ(17)0と書けます。この関係式より、

   x   cos θ   y  =  0  sin θzが求まるので、式 (15) に代入すると、

x′ sin θ + z′ cos θ=x′ sin θ + z′ cos θ=x′ sin θ + z′ cos θ=0 =(x′ cos θ − z′ sin θ)2 y′ 2
+ 2,
a2
b
x′ 2 cos2 θ + z′ 2 sin2 θ − 2x′ z′ cos θ sin θ y′ 2
+ 2,
a2
b
2
2
cos θ ′ 2 sin θ ′ 2 2 cos θ sin θ ′ ′ y′ 2
x + 2 z −xz + 2,a2
aa2
bcos2 θ ′ 2 1 ′ 2 sin2 θ ′ 2 2 cos θ sin θ ′ ′x + 2y + 2 z −x z − x′ sin θ − z′ cos θ
a2
b
a
a2

(18)

と x′ , y′ , z′ の方程式が得られます。この式と表 89 にある GQ の方程式を比べ、各面定義数値を指定すると、
放物面を y 軸周りに θ だけ回転させた面を定義できます。この例題では、θ = 30◦ を c1 として定数定義しており、これを用いた sin θ, cos θ をそれぞれ c2,c3 として定数定義しています。

5.5. [ Surface ] セクション169

例 18: 楕円環面（トーラス面）の例題
1:
2:[surface]
1
TZ

0 0 0

10 3 5

図 28 の中央に示すような楕円環面（トーラス面）は、楕円をその円の外側にある軸を中心に回転させて得られる面です。面記号 TX,TY,TZ を用いて定義することができ、それぞれ x, y, z 軸を回転軸とする楕円環面を定義します。z 軸を回転軸とする楕円環面の方程式は、(√

x2 + y2 − R

)2

a2

+

z2
=1
b2

(19)

と書くことができます。この場合の楕円は長軸方向に 2a 短軸方向に 2b の大きさをもち、楕円の中心と回転軸の距離は R となります。例題 18 では楕円環体の中心を原点としており、面定義数値の 1,2,3 番目は全て0 と指定しています。面定義数値の 4 番目に A = R = 10cm、5 番目に B = b = 3cm、6 番目に C = a = 5cmを指定することで、長軸方向に 10cm、短軸方向に 6cm の大きさをもつ楕円を z 軸から 10cm 離れた位置で回転させた楕円環面を定義しています。図 28 の左側に示したのが z = 0 の平面との交線です。原点と環の中心との距離は 10cm、環の大きさは 5 · 2 = 10cm となります。図 28 の右側に示したのが y = 0 の平面との交線です。ただし、x 軸のプラス側のみ示しています。環の断面図となっており、楕円が長軸方向に 10cm、短軸方向に 6cm の大きさをもっていることがわかります。

z=0

y

y=0

z

z
a=5

x

R=10

x
b=3

a=5

R=10

y

x

図 28: 例題 18 で定義した楕円環面。

例 19: BOX の例題
1:
2:[surface]
1
BOX

5 5 0

9 0 0

0 6 0

0 0 3

z

任意の直方体の面を定義する場合は、面記号 BOX を指定

C(Cx,Cy,C z)

します。面定義数値には、基点の座標 P(x0 , y0 , z0 ) と、直方体を形作る 3 つのベクトル A(A x , Ay , Az ), B(Bx , By , Bz ),C(C x , Cy , Cz ) の各成分を指定します。これらの関係は図29 のようになります。例題 19 では、点 (5, 5, 0) を頂点の 1 つとし、A = (9, 0, 0), B = (0, 6, 0), C = (0, 0, 3) の 3
つのベクトルが示す方向に広がった直方体の面を定義=(0,0,3)P(x0 ,y0 ,z0)=(5,5,0)x

しています。任意の直方体の面を定義する際、 A, B, CA(Ax ,Ay ,Az )は x, y, z 軸に平行である必要はありませんが、各々の=(9,0,0)y
B(Bx ,By ,Bz )=(0,6,0)ベクトルの関係は垂直である必要があります。
図 29: 例題 19 で定義した直方体の面。

5. 各セクションの書式

170

例 20: RPP の例題
1:
2:[surface]
1
RPP

5 14

5 11

0 3

z

面記号 RPP は、xy, yz, zx 平面に平行な各々2 つずつの平面で囲まれる直方体の面を定義する場合に指定します。よって、BOX

zmax=3zmin=0xmin=5とは違い、各軸に対して任意の傾きをもつ直方体は定義できません。面定義数値として、x, y, z に関するそれぞれの最小値と最大値を与えます。例題 20 では、面定義数値の 1 から 6 番
目に、xmin = 5, xmax = 14, ymin = 5, ymax = 11, zmin = 0, zmax = 3

ymin=5ymax=11yxmax=14xを指定しており、例題 19 で定義したものと同じ直方体の面を定義しています。

図 30: 例題 20 で定義した直方体の面。

例 21: SPH の例題
1:
2:[surface]
1
SPH

5 5 5

5

z

面記号 SPH を指定することで、任意の点を中心とする球面を定義できます。面定義数値には、球の中心の座標 (x0 , y0 , z0 ) を

R =5

z0=5

1,2,3 番目に指定し、球の半径を 4 番目に指定します。例題 21
では、点 (5, 5, 5) を中心とし、半径を R = 5cm とする球面を定義しています。なお、任意の球面 S との違いはありません。

y0=5
y

x 0=5
x

図 31: 例題 21 で定義した球面。

例 22: RCC の例題
1:
2:[surface]
1
RCC

5 5 0

0 0 105z

面記号 RCC を指定することで、円柱面を定義できます。面定
義数値として、円柱の底面の中心座標 P(x0 , y0 , z0 ) の各成分、H(Hx ,Hy,Hz )=(0,0,10)

R =5

その点から上面中心へのベクトル H(H x , Hy , Hz ) の各成分と半y

径 R を指定します。これらの関係は図 32 のようになります。
例題では、P(5, 5, 0) を円柱底面の中心とし、上面中心へのベ
クトルを H = (0, 0, 10)、半径を R = 5cm としています。CX や

C/X 等とは違い、x, y, z 軸に平行ではない直線を中心軸とする円柱面を定義する際に便利です。

xP(x0 ,y0 ,z0)=(5,5,0)
図 32: 例題 22 で定義した円柱面。

5.5. [ Surface ] セクション171

例 23: RHP の例題
1:
2:[surface]
1
RHP

0 0 0

0 0 105 0 0

2 -5 0-2 -5 0

図 33 の右側に示すような六角柱の面を定義する場合は、面記号 RHP あるいは HEX を指定します。面定義数値には、六角形となる底面の中心の座標 P(x0 , y0 , z0 ) の各成分と、その点から上面中心へのベクトル H(H x , Hy , Hz )の各成分の他、六角形を定義するための 3 つのベクトル A(A x , Ay , Az ), B(Bx , By , Bz ), C(C x , Cy , Cz ) の各成分を指定します。六角形の中心 P と 3 つのベクトル A, B, C の関係は、図 33 の左側に示すようになります。す
なわち、点 P から六角形の連続する 3 つの辺に下ろした垂線の大きさと方向を 3 つのベクトルとして与えます。例題 23 では、原点を底面の中心とし、z 軸方向に 10cm の高さをもつ六角柱の面を定義しています。
面定義数値の 1,2,3 番目には原点 (0, 0, 0) の各成分を指定し、4,5,6 番目では H(H x , Hy , Hz ) = (0, 0, 10) の各成分を指定しています。7 番目から 15 番目までは A, B, C の x, y, z 成分をそれぞれ順番に指定し、図 33 の左側に示す y 軸に関して対称な六角形を定義しています。

C(Cx,Cy,Cz )=(-2,-5,0)z=0

H(Hx ,Hy ,Hz )=(0,0,10)zPyB(Bx ,By ,Bz )yxx=(2,-5,0)A(Ax ,Ay ,Az )=(5,0,0)P(x0 ,y0 ,z0)=(0,0,0)

図 33: 例題 23 で定義した六角柱の面。

例 24: REC の例題
1:
2:[surface]
1
REC

0 0 0

0 0 10

5 0 0

0 2 0

B(Bx ,By ,Bz )=(0,2,0)

図 34 の右側に示すような楕円柱の面を定義する場合は、面H(Hx ,Hy ,Hz )=(0,0,10)z=0z

記号 REC を指定します。面定
義数値には、底面の中心の座

P

標 P(x0 , y0 , z0 ) の各成分と、そyの点から上面中心へのベクトル

H(H x , Hy , Hz ) の各成分の他、楕円を定義するための 2 つのベク
トル A(A x , Ay , Az ), B(Bx , By , Bz )xx
A(Ax ,Ay ,Az )=(5,0,0)yP(x0 ,y0 ,z0)=(0,0,0)の各成分を指定します。楕円の中心 P と 2 つのベクトル A, B

図 34: 例題 24 で定義した楕円柱の面。

の関係は、図 34 の左側に示す
ようになります。楕円の中心を始点として、図のように長軸ベクトル A と短軸ベクトル B を定義します。
例題 24 では、原点を底面の中心とし、z 軸方向に 10cm の高さをもつ楕円柱の面を定義しています。面定義
数値の 1,2,3 番目には原点 (0, 0, 0) の各成分を指定し、4,5,6 番目では H(H x , Hy , Hz ) = (0, 0, 10) の各成分を指定しています。7 から 12 番目までは A と B の x, y, z 成分をそれぞれ順番に指定し、図 34 の左側に示す楕
円を定義しています。

5. 各セクションの書式

172

例 25: TRC の例題
1:
2:[surface]
1
TRC

0 0 0

0 0 105

2

H(Hx ,Hy ,Hz )=(0,0,10)z

図 35 に示すようなカットされた円錐の面を定義する場合
は、面記号 TRC を指定します。面定義数値には、底面のR2=2中心の座標 P(x0 , y0 , z0 ) の各成分と、その点から上面中心へのベクトル H(H x , Hy , Hz ) の各成分に加えて、底面の円R1=5の半径 R1 と上面の円の半径 R2 を指定します。例題 25 では、原点を底面の中心とし、z 軸方向に 10cm の高さをも

yx

P(x0 ,y0 ,z0)=(0,0,0)

つカットされた円錐の面を定義しています。面定義数値の1,2,3 番目には原点 (0, 0, 0) の各成分を指定し、4,5,6 番目
では H(H x , Hy , Hz ) = (0, 0, 10) の各成分を指定しています。 図 35:
底面の半径は R1 = 5cm、上面の半径は R2 = 2cm としてお例題 25 で定義したカットされた円錐の面。

り、これらを面定義数値の 7,8 番目のそれぞれで指定しています。
なお、カットされた円錐 (TRC) を用いる際は、上面の半径 (R2 ) を 0 にしないようにご注意ください。例えば、TRC を用いてカットされていない（頂点をもつ）円錐を定義する場合は、R2 の値に小さな値を入れてください。

例 26: ELL の例題 (1)1:2:[surface]
1
ELL

3 3 0

-3 -3 09

面記号 ELL を用いて、任意の位置に回z=0z

転楕円体の面を定義できます。楕円の焦点の座標や中心の座標を指定するこ

2R=18

P2

P1

りに回転させることで、楕円面を定義
数値の 7 番目に指定する R の符号によって、1 から 6 番目に指定する値の意味が変わります。例題 26 では R がyyとで楕円を定義し、その楕円を長軸周します。ただし、この面記号は面定義

P2(x2 ,y2 ,z2)=(-3,-3,0)xxP1(x1 ,y1 ,z1)=(3,3,0)

図 36: 例題 26 で定義した楕円面。

正の場合を扱っており、この場合は、楕円を形作る 2 つの焦点と長軸の半径を指定します。面定義数値の 1,2,3 番目で楕円の第 1 焦点の座標 P1 (x1 , y1 , z1 ) を与え、4,5,6 番目で第 2 焦点の座標 P2 (x2 , y2 , z2 )、7 番目の値 R には長軸の半径を与えます。図 36 の右側に示したのが、例題 26 により定義された楕円面です。楕円の第 1,2 焦点の座標はそれぞれ P1 (x1 , y1 , z1 ) = (3, 3, 0), P2 (x2 , y2 , z2 ) = (−3, −3, 0)
としており、 xy 平面上に定義しています。また、長軸の方向は xy 平面上で x 軸から 45◦ 傾けた方向としており、図 36 の左側に示すような楕円となっています。長軸の長さは 2R = 18cm であり、この軸を回転軸とする回転楕円体の面が定義されます。
面記号 SQ で定義する楕円面との違いは、回転軸を傾けることが容易である点です。ただし、ELL は、楕
円体の 2 つの軸の長さが等しい回転楕円体のみを定義する変数であることに注意してください。

5.5. [ Surface ] セクション173

例 27: ELL の例題 (2)1:2:[surface]
1
ELL

0 0 0

6 6 0

-6

例題 27 では面記号 ELL の 7 番目のz=0z

面定義数値 R が負の場合を扱っていP(x0 ,y0 ,z0)=(0,0,0)|R|=6ます。この場合は、楕円を定義する

y

y

P

ために、中心の座標 P と長軸ベクト
ル A および短軸の半径を指定します。
例題では楕円の中心を原点としておxxり、定義数値の 1,2,3 番目でその座標

A(Ax ,Ay ,Az )=(6,6,0)を P(x0 , y0 , z0 ) = (0, 0, 0) と与えています。4,5,6 番目では A を (A x , Ay , Az ) =図 37: 例題 27 で定義した楕円面。

(6, 6, 0) と与えており、図 37 の左側に示すような楕円を定義しています。7番目の値 R はその絶対値が 6cm となっており、これが楕円の短軸の半径となります。図 37 の右側が、左側の楕円を長軸を回転軸として回転させて求めた楕円面です。

例 28: WED の例題
1:
2:[surface]
1
WED

0 0 0

10 0 00 10 00 0 5

面記号 WED を用いて、図 38 に示す

z

H(Hx ,Hy ,Hz )=(0,0,5)

ようなくさび形の面を定義できます。
ただし、定義できるくさび形はその底面と上面が直角三角形となる三角柱のみです。例題 28 では、面定義数
値の 1,2,3 番目で底面の 1 つの頂点の座標 P(x0 , y0 , z0 ) = (0, 0, 0) を指定しており、これを始点とする 2 つのベクトル A(A x , Ay , Az ) = (10, 0, 0) とB(Bx ,By ,Bz )=(0,10,0)A(Ax ,Ay ,Az )=(10,0,0)yxP(x0 ,y0 ,z0)=(0,0,0)

図 38: 例題 28 で定義したくさび形の面。

B(Bx , By , Bz ) = (0, 10, 0) を 4,5,6 番目と 7,8,9 番目で指定することで、直角三角形を定義しています。面定義数値の 10,11,12 番目では、ベクトル H(H x , Hy , Hz ) = (0, 0, 5) を指定しており、三角柱の高さを決定しています。

5. 各セクションの書式

174

5.5.3

マクロボディーの面定義

マクロボディーで定義した面をセル定義文で使うときは、マイナス記号がマクロボディーの内側、プラス
記号が外側を表します。また、マクロボディーを構成するそれぞれの面もセル定義文で使うことができます。[surface] で定義した面番号の後にピリオド “.” を入れ、その後に表 91 にあるマクロボディー面番号を付けます。
各マクロボディー面番号は以下の通りです。
表 91: マクロボディー面番号
記号

BOX

RPP

マクロボディー面番号

1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6

SPH
RCC

RHP
or
HEX

REC

TRC

ELL
WED

1
2
3
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
1
2
3
1
2
3
4
5

解説

(A x , Ay , Az ) の終点に垂直な面(A x , Ay , Az ) の始点に垂直な面(Bx , By , Bz ) の終点に垂直な面(Bx , By , Bz ) の始点に垂直な面(C x , Cy , Cz ) の終点に垂直な面(C x , Cy , Cz ) の始点に垂直な面
xmax の面
xmin の面
ymax の面
ymin の面
zmax の面
zmin の面
定義した面番号の面のみ
半径 R の円柱の側面(H x , Hy , Hz ) の終点に垂直な面(H x , Hy , Hz ) の始点に垂直な面(A x , Ay , Az ) の終点に垂直な面
面 1 の対面(Bx , By , Bz ) の終点に垂直な面
面 3 の対面(C x , Cy , Cz ) の終点に垂直な面
面 5 の対面(H x , Hy , Hz ) の終点に垂直な面(H x , Hy , Hz ) の始点に垂直な面
楕円柱の側面
(H x , Hy , Hz ) の終点に垂直な面(H x , Hy , Hz ) の始点に垂直な面
円錐面(H x , Hy , Hz ) の終点に垂直な面(H x , Hy , Hz ) の始点に垂直な面
定義した面番号の面のみ
底面と上面の斜辺を含む面
B と H を含む面
A と H を含む面
A と B および H の終点を含む面
A と B および H の始点を含む面

5.6. [ Cell ] セクション

5.6[ Cell ] セクション

5.6.1

書式

175

このセクションでは、[surface] セクションで定義した面を使ってセル (小部屋) の定義を行います。これは基本的にセルは閉じた空間として定義し、様々な形状のセルを組み合わせることにより、粒子を輸送する仮想空間を構築します。PHITS では、粒子が飛ぶことが可能な内部空間とそれ以外の空間を分けて定義する必要があり、後者を外部ボイド (真空) として明示的に指定しなければなりません。
コメント文字として C の他に$が使えます。このセクションではセルの定義に#を用いるため、PHITS の入力ファイルでのコメント文字#は利用できません。ファイルのインクルード文、定数定義などは、セクショ
ンの途中でも用いることが出来ます。継続行には、先頭に 5 桁の空白が必要です。
書式は以下の通りです。セル番号、物質番号、物質密度、セル定義文、キーワード形式のセルパラメー
タの順番で各セルを定義します。各項目の意味は表 92 を参照してください。

[ C e l l ]
セル番号
物質番号

物質密度

セル定義文

セルパラメータ

また、LIKE n BUT セルパラメータの表式や lattice 構造も使うことができます。似たような構造のセルを複数並べる場合に効率良く設定できます。利用方法の詳細は 5.6.5 節をご覧ください。セルパラメータの種類については表 93 にまとめています。
表 92: セル記述書式
項目

説明

セル番号

1 ∼ 999999 まで使用できます。

物質番号[material] セクションで指定した物質番号を入力します。ただし、そのセルが内部空間にあるボイド (真空) のときは 0 を、外部ボイドのときは −1 を指定します。

物質密度

そのセルに含まれる物質の密度を与えます。
単位は、正の場合は粒子密度 (1024 atoms/cm3 )、負の場合は質量密度 (g/cm3 ) となります。ここで指定した粒子密度が計算に使用されますが、物質の組成比は[material] セクションで指定した密度を基に与えられます。従って、同じ組成で密度の異なる物質を定義可能となります。その際に、異なる物質番号を付加する
パラメータ matadd を加えました。
セルがボイドのとき、すなわち物質番号が 0 か −1 の場合はこの項目は入力しま
せん。
セル定義文

[surface] セクションで定義された面の面番号や集合代数の演算子を用いてセルの幾何形状を記述します。演算子の記号は ⊔ (空白), :, #でそれぞれ積 (and), 和 (or),否定 (not) を表します。(, ) も使用できます。記述方法は 5.6.2 節をご参照ください。

LIKE n BUT

セルの内容がセル番号 n とほとんど同じで、BUT 以下に記述されるセルパラメー
タの値だけ違うセルを定義します。

セルパラメータ

書式は keyword=value です。キーワードとして VOL(体積), TMP(温度), TRCL

(transform), U(universe), LAT(lattice), FILL が使用できます。また LIKE n BUT の場合
は、これらに加えて MAT(物質番号), RHO (密度) が使えます。各キーワードの意味は
表 93 を参照してください。

5. 各セクションの書式

176

同じ物質番号を指定して別の密度をもつセルを複数定義した場合はご注意ください。2 番目以降のセル番
号の物質番号として別の数字が割り振られます。
セル定義文において、積を意味する ⊔ (空白) の方が、和を意味する:より先に演算されるのでご注意ください。
表 93: セルパラメータ
項目

説明

VOL

そのセルの体積 (cm3 ) を与えます。

TMP

そのセルの物質がもつ温度 (MeV) を与えます。

TRCL

そのセルを座標変換します。書式は [transform] セクションと同じです。

U

Universe 番号。1 ∼ 999999 まで使用できます。Universe 構造を利用する
場合に定義します。利用方法は 5.6.3 節を参照してください。

LAT

Lattice 番号。LAT=1 の場合は四角柱、LAT=2 の場合は六角柱を定義します。
これらを単位とした繰り返し構造 (lattice 構造) を利用する場合に指定します。
利用方法は 5.6.4 節を参照してください。

FILL

U で定義した universe 番号を入力し、そのセルを U で定義した宇宙 (universe)
で満たします。利用方法は 5.6.3, 5.6.4 節を参照してください。

MAT

LIKE n BUT MAT=m の表式で用います。セル番号 n とは物質番号が違うセルを定義できます。

RHO

LIKE n BUT RHO=x の表式で用います。セル番号 n とは密度が違うセルを定義できます。密度の単位はセル番号 n と同じです。

セルの記述方法

5.6.2

任意の形状の構造物を仮想空間に構築する場合、最初にその構造物の表面を座標空間において定義し、次に対応する領域をその面で閉じることによってセル (小部屋) をつくる、という方法があります。この方法
は面の表側と裏側を区別して表現し、更に集合代数の演算子を利用することによって各セルを定義します。
考えている領域が定義した面の表側と裏側のどちらに属するかを区別するために、 x, y, z で記述した面の方程式を利用します。具体的には、方程式 f (x, y, z) = 0 で定義された面があった場合に、ある領域の中の座
標 (x0 , y0 , z0 ) を代入した f (x0 , y0 , z0 ) が正であればその領域はプラス側、負であればマイナス側と表現します。例として、
例 29: [cell] セクションの例題 (1)
1:
2:
3:
4:
5:

[ Cell ]
1
0 -10
2 -1
10
[ Surface ]10 SZ 3 5を考えてみます。5 行目の SZ を用いて定義される面番号 10 の面は中心を (0,0,3)、半径を 5cm とする球面であるため、方程式は f (x, y, z) = x2 + y2 + (z − 3)2 − 52 = 0 となります。球の内はマイナス側、外はプラス側と定義されますが、これらは球の中心の座標 (0,0,3) や球の外の適当な座標 (0,0,10) を代入して、

f (0, 0, 3) = −25 < 0, f (0, 0, 10) = 24 > 0 となることから確認できます。[cell] セクションではこの様な領域の区切り方を行った上で、必要に応じて各領域にセル番号を付与します。例題 (1) の 2 行目では、セル番
号 1 のセルがボイド (真空) であることと、その領域が球面のマイナス側であることが定義されており、図39 で示す仮想空間を構築します。図 39 は、例題 (1) でつくられる領域を xz 平面で切った断面図として見た

5.6. [ Cell ] セクション

177

ものです。本来は球ですが、2 次元平面で見た結果円となっています。例題 (1) の 3 行目では外部ボイドが明示的に定義されており、そのセル番号を 2 と指定しています。
10x [cm]

5

0

void

1

−5
−10
−10

−5

0
z [cm]

510

図 39: 例題 (1) の空間を xz 平面で切り取った断面図。セル番号 1 の領域はボイド (真空)。

例題 (1) の球面の様に 1 つの面だけで閉じた空間が定義できる場合は簡単ですが、[surface] セクションで定義できる面の多くは半無限領域をつくるため、幾つかの領域を組み合わせる必要があります。これを行うにあたって、PHITS では集合代数の考え方を導入しており、次の演算子を用いて閉じた領域を構成します。演算子は ⊔ (空白), :, #の 3 つで、それぞれ積 (and), 和 (or), 否定 (not) を表します。また、() で囲んだ範囲は 1 つの領域とみなします。ただし、⊔ (空白) と:は面番号同士を演算するのに対して、#はセル番号に掛かります。また、() を用いてまとめた領域に対しては、どの演算子でも掛けることができます。

それでは、演算子を用いた次の例を考えてみましょう。
例 30: [cell] セクションの例題 (2)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:

[ Cell ]1
0 11 -12
2 -1 #1[ Surface ]11 PX -612 PX
613 PY -614 PY
615 PZ -6
16 PZ
6

13

-14

15

-16

この例題では半無限領域をつくる PX,PY,PZ の面を使用して、一辺が 12cm の立方体をつくっています。

PX,PY,PZ はそれぞれ yz, xz, xy 平面に平行な面を定義する面記号であるため、例えば 5,6 行目で定義している面番号 11,12 の面は、それぞれ座標 (−6,0,0), (6,0,0) を通り yz 平面に平行な面となります。これらの方程式はそれぞれ x + 6 = 0, x − 6 = 0 ですから、原点 (0,0,0) を含む領域は、面番号 11 に対しては 0 + 6 = 6 > 0
によりプラス側、面番号 12 に対しては 0 − 6 = −6 < 0 よりマイナス側となります。よって、面番号 11 と12 で囲まれた領域は “11 のプラス側かつ 12 のマイナス側” となり、演算子 ⊔ (空白) を用いて 11⊔-12 と記述します。面番号が 13∼16 の面も同様ですから、 x, y, z の 3 方向に関して閉じた空間を表現するには、2 行
目の様に 6 つの面を ⊔ でつなげた書き方をします。例題 (2) ではこの閉じた領域をセル番号 1 でかつボイドであるとして定義しています。図 40 に、この例題でつくられる領域を xz 平面で切った断面図として示しました。本来は立方体ですが、2 次元平面で見た結果正方形となっています。また、2 行目ではセルに掛かる演算子#を用いて外部ボイドを定義しています。これはセル番号 1 の領域以外の範囲を対象にするという意
味になります。

5. 各セクションの書式

178

10

x [cm]

5

0

1

void

−5
−10
−10

−5

0
z [cm]

510

図 40: 例題 (2) の空間を xz 平面で切り取った断面図。セル番号 1 の領域はボイド (真空)。

次は () と:の記号を使用した例です。例題 (1) で示した球と (2) の立方体を合わせた形状を考えています。
例 31: [cell] セクションの例題 (3)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:

[ Cell ]1
0 -10 : (112 -1 #1[ Surface ]
10 SZ
3 5
11 PX -612 PX
613 PY -614 PY
615 PZ -6
16 PZ
6

-12

13

-14

15

-16)

2 行目の (
) で囲んだ部分が例題 (2) のセル番号 1 の領域に相当しており、これと例題 (1) の球面の内側を合わせた領域がこの例題ではセル番号 1 として定義されています。図 41 に示したのが例題 (3) の領域を
xz 平面で切った断面図です。本来は立方体から球の一部が飛び出た形状をもつ立体ですが、2 次元平面では図の様になっています。本例題の様に、領域を足し合わせる場合に使用する演算子が:です。
10x [cm]

5

0

1

void

−5
−10
−10

−5

0
z [cm]

510

図 41: 例題 (3) の空間を xz 平面で切り取った断面図。セル番号 1 の領域はボイド (真空)。

5.6. [ Cell ] セクション179

例題 (4) では更に、立方体を球の内側と外側に分けた場合を考えます。
例 32: [cell] セクションの例題 (4)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:

[ Material ]mat[1] 1H 2 16O 1[ Cell ]1
0-10
2
1 -1.010 (113 -1#1 #2[ Surface ]
10 SZ
3 5
11 PX -612 PX
613 PY -614 PY
615 PZ -6
16 PZ
6

-12

13

-14

15

-16)

[surface] セクションは例題 (3) と同じです。5 行目で “立方体の内側でかつ球の外側” の領域を記号 ⊔ (空白) を用いて記述しており、これをセル番号 2 と定義しています。また、本例題では [material] セクショ
ンで “water” を物質番号 1 として定義しており、セル番号 2 の領域には粒子密度が 1.0 × 1024 atoms/cm3 の“water” が満たされています。図 42 に結果を示します。ただし、xz 平面で切った断面図です。セル番号 1 は4 行目で定義しており、この球の中はボイドとしています。外部ボイドの定義は 6 行目で行っており、セル
番号 1 と 2 の領域を除いた他の全てが外部となっています。
10x [cm]

5

0

void

2

−5
−10
−10

water

1

−5

0
z [cm]

510

図 42: 例題 (4) の空間を xz 平面で切り取った断面図。セル番号 1 の領域はボイド (真空) とし、セル番号 2の領域には水を満たした。

5.6.3

Universe 構造

PHITS では、セルパラメータ U を用いて、複数の宇宙 (universe) を定義できます。各宇宙に個別の仮想空間を構築することで、ある宇宙の一部として別の宇宙の内部構造を引用することが可能となります。この様に、多数の宇宙をそれぞれ定義し、相互に参照するための機能をここでは universe 構造と呼びます。ただし、実際に粒子輸送の舞台となる空間そのものは 1 つだけであり、この空間の一部を別の宇宙の内部構造で満たす (置き換える) 場合に universe 構造を利用します。単純に一部分だけを置き換える場合はあまり意味がありませんが、特に 5.6.5 節の繰り返し幾何形状を利用するときに有効となる機能です。
例題として、図 43 に示した 3 つの宇宙を組み合わせて仮想空間を構築する方法について考えます。図の(a) が実際に粒子輸送を行う空間で、一辺が 12 cm の立方体を yz 平面で分割した 2 つの直方体で構成されて

5. 各セクションの書式

180います。ただし、示した図は xz 平面で切った断面図です。図の (b) と (c) が、(a) とは違う内部構造をもつ

universe の 1 と 2 で、座標の中心に半径 5 cm、高さ 12 cm の円柱を配置しています。これらは、内部構造は同じですが、各領域を構成する物質が違っています。Universe 1 では円柱内部に水が満たされ、その外はボイド（真空）となっているのに対し、universe 2 では円柱内部は鉄で、その外部は水で満たされています。
(a) Main space10x [cm]

5

0

1

2

void

−5
−10
−10

−5

0
z [cm]

510(c) Universe 2
10

5

5

0

void
water

101

x [cm]

x [cm](b) Universe 1
10

0

−5

iron

−5
202

102

−10
−10

water

201

−5

0
z [cm]

5

−10
−10

10

−5

0
z [cm]

510

図 43: (a) 立方体を yz 平面で分割した 2 つの直方体。(b) 円柱内部に水を満たし、それ以外はボイドとした

universe 1。(c) 鉄の円柱の周りを水で満たした universe 2。

(b) の universe 1 を (a) のセル番号 1 の領域に入れ、(c) の universe 2 をセル番号 2 の領域に入れた仮想空間を構築する例が以下の例題 (5) です。
例 33: [cell] セクションの例題 (5)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:

[ Material ]mat[1] 1H 2 16O 1
mat[2] Fe 1
[ Cell ]1 0
11 -12 13 -14 15
2 0
11 -12 13 -14 17
101 1 -1.0 -10 13 -14 U=1102 0#101 U=1
201 2 -10.0 -10 13 -14 U=2
202 1 -1.0 #201 U=2
9 -1
#1 #2
[ Surface ]10 CY
511 PX -612 PX
613 PY -614 PY
615 PZ -6
16 PZ
6
17 PZ
0

-17
-16

FILL=1
FILL=2

5.6. [ Cell ] セクション

181

7,8 行目で universe 1 を、9,10 行目で universe 2 を定義しています。これらは共に面番号 10,13,14 を使って定義した円柱を中心に置いた宇宙となっています。Universe 1 では、セル番号 101 の円柱内部に物質番号 1の水を入れ、その外部をボイドにしてセル番号 102 の領域と定義しています。Universe 2 では、円柱内部
をセル番号 201 として鉄柱にし、セル番号 202 の外部には水を満たしています。7∼10 行目の最後にある

U=1, 2 がそのセルがどの宇宙に属するかを指定するパラメータです。5, 6 行目で、それぞれ図 43(a) のセ
ル番号 1,2 を定義しており、最後の FILL=1, 2 によってそのセルをどの universe によって満たすか (置き換
えるか) を決定します。この例題の結果を示したのが図 44 です。 xz 平面の断面図ですが、セル番号 1 の領域が universe 1 に、セル番号 2 が universe 2 に置き換えられているのがわかります。
10x [cm]

5

0

101

void
water

201

iron

−5

102

−10
−10

−5

202

0
z [cm]

510

図 44: 例題 (5) の空間を xz 平面で切り取った断面図。セル番号 1 の領域に universe 1 のセル番号 101 と 102
が、セル番号 2 の領域に universe 2 のセル番号 201 と 202 が入っている。

Universe 構造を利用する際の注意点として、未定義の領域を引用しないことと、座標系が全ての宇宙で一致していることが挙げられます。例えば前者については、例題 (5) の 8 行目でセル番号 102 の領域をボイドとして定義する必要があり、これがないと 5 行目で引用した際にセル番号 102 の部分を適切に設定できません。各 universe の全ての領域を定義する必要はありませんが、引用する領域については何らかの物質 (かボイド) を指定しておかなければなりません。またその際、置き換える元の領域よりも引用する領域を少し広く定義しておかないと、エラーが出る場合がありますのでご注意ください。次に、後者については、座標原点の位置、x, y, z 軸の方向、空間のスケールがどの universe でも同じです。これは同じ [surface] セク
ションで定義した面を利用しているためです。別の宇宙を引用する場合は、対応する座標を確認してください。例えば、例題 (5) の 14,15 行目で PX の値を変えると、図 45 の様に円柱の一部が立方体の中に入らなく
なります。

5.6.4

Lattice 構造

本節では、lattice 構造の仕組みと定義の仕方、および基本的な利用方法について説明します。この機能は似た形状を多数繰り返す場合に非常に有効です。より実際的な設定方法については 5.6.5 節をご覧ください。

Lattice 構造は、図 46 に示す四角形と六角形の 2 種類の形状を基本単位として、格子状に繰り返し並べる機能です。U パラメータで指定して、基本格子を無限に並べた宇宙をつくります。ただし、その内部は別のU パラメータを用いて定義した宇宙で満たす必要があります。パラメータ LAT を用いて、四角形は LAT=1、六角形は LAT=2 として定義できます。図 46 に示した図形の各辺に付いた数字は各々の図形を定義する際の面の順番を意味しており、[surface] セクションで定義した面番号を図の数字の順に並べます。1 と 2、3と 4、5 と 6 の面はそれぞれが平行な面として定義されている必要があります。もちろん、プラス側・マイ5. 各セクションの書式

182

10

x [cm]

5

102

202

101

0

void
water

201

iron

−5
−10
−10

−5

0
z [cm]

510

図 45: 例題 (5) において、セル番号 1 と 2 の範囲を x 方向に関してずらした場合。

ナス側のどちらであるかも指定します。ただし、1 と 2 の長さと 3 と 4 の長さを変えることは可能で、正方形や正六角形でなくても構いません。

3
2

LAT=1

4

5
1

2

3
1

LAT=2

6

4

図 46: Lattice 構造の基本単位として使用できる四角形 (左) と六角形 (右)。各辺の番号は、LAT パラメータを定義する際の面の順番。

はじめに、四角形 (LAT=1) の lattice 構造を利用した例を考えます。
例 34: [cell] セクションの例題 (6)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:

[ Material ]mat[1] 1H 2 16O 1[ Cell ]10
11 -12
13 -1415 -16 FILL=1
101
0
-26
25 -2423 -2221 LAT=1 U=1201
1 -1.0 -90 U=2
2 -1#1[ Surface ]11 PX -612 PX
613 PY -614 PY
615 PZ -616 PZ
6
21 PX -222 PX
223 PY -224 PY
225 PZ -2
26 PZ
2
90 BOX -10 -10 -10 20 0 0 0 20 0 0 0 20

FILL=2

5 行目で lattice の基本格子を定義しています。LAT=1 で扱うことができる形状は四角形ですが、3 次元の形状を考えると実際には四角柱となります。図 46 で示した様に、定義には最低 4 面必要で、4 面の場合は高5.6. [ Cell ] セクション

183

さが無限大の四角柱となります。したがって、本例題で定義しているのは断面が一辺 4cm の正方形となる
無限の高さをもつ四角柱となり、これが y 軸に関して平行かつ隙間無く並んでいる宇宙を universe 1 としています。この格子状の集まり全てがセル番号 101 の領域です。これとは別に 6 行目において、面記号 BOXを用いて一辺 20cm の立方体が原点にある宇宙を定義しており、これは universe 2 としています。このセル
番号 201 の立方体には水が入っており、FILL=2 を用いることにより、セル番号 101 中の格子一つ一つが水で満たされることになります。4 行目でセル番号 1 を universe 1 で満たした領域として定義しており、これが一辺 12cm の立方体であることから、本例題の仮想空間は図 47 の様になります。左図が 3 次元的に見た立体図で、右図がこれを xz 平面で切り取った断面図です。図を見てわかる様に、同じ四角柱が全部で 9 つ並んでいます。これらは、universe 1 においては高さが無限大ですが、セル番号 1 の領域が y 軸方向にも制限されているため、結果的に有限の高さをもつ四角柱となっています。もし、有限の高さをもった四角柱
を lattice の基本単位としたい場合は、例えば面番号 23, 24 による領域の制限を 5 行目で加える必要があり
ます。20
10
15

x [cm]

5

10(-1,1,0) (0,1,0) (1,1,0)

0(-1,0,0) (0,0,0) (1,0,0)−5(-1,-1,0) (0,-1,0) (1,-1,0)

water

5

−10
−10

−5

0
z [cm]

0
0

5

10

15

20

5

10

図 47: 例題 (6) の空間を立体的に見た図 (左) とこれを xz 平面で切り取った断面図 (右) 。各格子は、中に示された座標によって区別される。

図 47 の右図で示した様に、各円柱には lattice 座標 (i, j, k) がふられており、各々の領域がセル番号 101 の中のどれであるかを区別できるようになっています。ただし、この座標は必ずしも通常の座標 (x, y, z) とは対応しておらず、単位格子を定義する際の面の順番で決まります。すなわち、図 46 の左図において、辺 2→1の方向が i、4→3 が j の方向となります。残りの k の向きは、i, j と同様にセル定義文の順番で決定されます。例題 (6) の 5 行目では、z 軸方向、x 軸方向の順番で定義しているため、i は z 軸、 j は x 軸に対応付けがなされています。実際に図 47 の右図でも、z が増える方向に i が増加し、x が増える方向に j の値が増えていることがわかります。各タリーにおいて mesh=reg により領域指定する場合は、(201 < 101[-1 0 0])の書式を用います。これは “セル番号 101 の lattice 座標 (−1, 0, 0) に含まれているセル番号 201 の領域” という意味です。この書式に関しては 6.1.2 節をご参照ください。なお lattice 座標 (i, j, k) は、[t-gshow] タ
リーにおいて output=7 or 8 を指定することで表示させることができます。
次の例題は六角形 (LAT=2) の lattice 構造を利用した場合です。
例 35: [cell] セクションの例題 (7)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:

[ Material ]mat[1] 1H 2 16O 1[ Cell ]10
11 -12 13 -14 15 -16 FILL=1101
0-31 32 -33 34 -35 36 -24 23
201
1 -1.0 -90 U=2
2 -1#1[ Surface ]

LAT=2

U=1

FILL=2

5. 各セクションの書式

184

9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:

11 PX -612 PX
613 PY -614 PY
615 PZ -616 PZ
623 PY -2
24 PY
2
set: c1[2]31 PZ [ c1*cos(pi/6)]
32 PZ [-c1*cos(pi/6)]
33 P
1 0 [ 1/tan(pi/3)]
34 P
1 0 [ 1/tan(pi/3)]
35 P
1 0 [-1/tan(pi/3)]
36 P
1 0 [-1/tan(pi/3)]
90 BOX -10 -10 -10 20 0 0

[ c1]
[-c1]
[ c1]
[-c1]
0 20 00 0 2017∼23 行目で正六角形をつくるための面の定義を行っています。これらを組み合わせると、 xz 平面で見た場合に正六角形となり、y 軸に垂直な六角柱となります。ここで、正六角形の一辺の長さを 2cm とし、これを c1 として定数定義しています。また、組み込み定数である pi(円周率 π) および面記号 PZ, P を用いて、60 度ずつ回転した平面を定義しています。Lattice 構造の基本格子は 5 行目で定義しており、セル定義
文中の面番号の順番は図 46 の右図にある数字の通りとなっています。ただし、最後に面番号 23, 24 による

y 軸方向の制限を加えています。したがって本例題では、高さが 4cm、一辺が 2cm の六角柱を無限に並べた宇宙が universe 1 となります。各六角柱には 6 行目で定義した universe 2 が入っており、実質的には水で満たされたセル番号 201 が入っていることになります。4 行目で、先の例題と同様に、セル番号 1 の領域を

universe 1 で満たしており、本例題の結果は図 48 となります。左図が立体図、右図がこれを xz 平面で切った断面図です。左図からわかる様に、六角柱が詰められた universe 1 から立方体の領域だけを切り取った形状になっています。また、y 軸方向にも 3 列が並んでおりますが、その高さは揃えられており、いわゆる 3
次元のハニカム構造はつくりません。右図では各領域に lattice 座標 (i, j, k) が付けられています。図を見てわかる様に、i は左から右、 j は左下から右上に向かって増加しており、これらはやはり 5 行目のセル定義
文のところに並べる順番に依存します。図 46 の右図において、辺 2→1 の方向が i、4→3 が j の方向となります。k についても同様で、面番号 24→23 の順番であれば y 軸方向に、23→24 であれば −y 軸方向に k の値は増加します。各タリーにおいて mesh=reg により領域指定する場合は、(201 < 101[-2 0 0]) の書式を用います。これは “セル番号 101 の lattice 座標 (−2, 0, 0) に含まれているセル番号 201 の領域” という意味です。この書式の詳細は 6.1.2 節をご覧ください。なお lattice 座標 (i, j, k) は、[t-gshow] タリーにおいて
20
output=7
or 8 を指定することで表示させることができます。

10
15

5

(-3,2,0) (-2,2,0) (-1,2,0) (0,2,0) (1,2,0)x [cm](-2,1,0) (-1,1,0) (0,1,0) (1,1,0)
10

0(-2,0,0) (-1,0,0) (0,0,0)(-1,-1,0) (0,-1,0) (1,-1,0)

−5
5

−10
−10
0
0

5

10

15

20

water

(1,0,0) (2,0,0)(2,-1,0)(-1,-2,0) (0,-2,0) (1,-2,0) (2,-2,0) (3,-2,0)−50z [cm]

510

図 48: 例題 (7) の空間を立体的に見た図 (左) とこれを xz 平面で切り取った断面図 (右)。各格子は、中に示された座標によって区別される。

5.6. [ Cell ] セクション

5.6.5

185

繰り返し幾何形状

多数の同じ、あるいは少し違うだけの構造のセルを並べる場合に、当然 1 つ 1 つのセルを定義することは可能ですが、基本となるセルを 1 つ用意しこれを繰り返すことで効率良く設定できます。5.6.4 節の lattice
構造の利用もその 1 つであり、他には LIKE n BUT セルパラメータ の表式も利用できます。

5.6.5.1 LIKE n BUT セルパラメータ
セル番号 n のセルと同様であるが、BUT 以下の内容だけが違うセルを定義する方法です。BUT の後に続く
セルパラメータには表 93 に挙げたものがあります。以下の例題では、TRCL と MAT を使用した場合を考えています。
例 36: [cell] セクションの例題 (8)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:

[ Material ]mat[1] 1H 2 16O 1
mat[2] Fe 1
[ Cell ]1
0-10 13 -14 #2 #3 #4
2
1 -1.0
11 -12 13 -14 15 -16
3
LIKE 2 BUT TRCL=1
4
LIKE 2 BUT TRCL=2 MAT=2
5 -1#(-10 13 -14)
[ Surface ]10 CY
1011 PX -212 PX
213 PY -214 PY
2
15 PZ -2
16 PZ
2
[ Transform ]*tr1
3 0 -5*tr2
0 0 6 30 90 120 90 0 90 60 90 30

17, 8 行目で LIKE n BUT セルパラメータの表式を用いてセルを定義しています。この元となるセル番
号 2 は 6 行目で定義しており、中に水が入った一10

辺 4cm の立方体です。セル番号 2 は原点を中心と5た座標変換番号 1 で座標変換したのがセル番号 3 です。座標変換番号 1 は、x 軸方向に 3cm、z 軸方向に−5cm 平行移動する変換ですから、xz 平面上で見る

3x [cm]

して配置されていますが、これを 19 行目で定義し

void

0

4

2

−5

iron
water

1

と図 49 の様になります。この図は本例題の結果を

xz 平面で切り取った断面を示しています。次のセル
番号 4 は TRCL と MAT のセルパラメータを使用しており、座標変換番号 2 による平行移動 (および回転)

−10
−10

−5

0
z [cm]

510を行い、その上で物質番号 2 に中の物質を変更して

図 49: 例題 (8) の空間を xz 平面で切り取った断面図。

います。回転は xz 平面上で 30 度行っており、図 49

セル番号 1 の円柱の中にセル番号 2, 3, 4 が入っている。

でも確認できます。5 行目では、セル番号 1 を半径10cm、高さ 4cm の円柱と定義しています。ただし、セル番号 2, 3, 4 の領域が含まれない様に、#を用いてこれらを除いています。また、これに伴い外部ボイドの定義も 9 行目に示す様な書き方が必要です。単純に#1 のみではセル番号 2, 3, 4 の領域も外部ボイドとなってしまいます。

5. 各セクションの書式

186

5.6.5.2 Lattice を用いた階層構造
5.6.4 節で見た四角柱や六角柱の lattice をより複雑なものにするために、universe を用いて階層構造を構築することができます。考え方は universe 構造に基づいており、universe 1 の一部を universe 2 で満たし、更にuniverse 2 の一部を universe 3 で満たし、といった手続きで各階層を定義していくことが可能です。PHITS
では基本的に最大 10 (param.inc 中の mxlv で変更できます) の階層構造をつくることができます。
例 37: [cell] セクションの例題 (9)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:

[ Material ]mat[1] 1H 2
mat[2] Fe 1
[ Cell ]
1
0
101
0

16O 1

11 -12
13 -14 15 -16 FILL=1-26
25 -2221 LAT=1 U=1
FILL=-1:1 -1:1 0:0
2 2 3 2 3 2 3 2 2201
1 -1.0 -90 U=2301
2 -10.0 -10 U=3302
010 U=32 -1#1[ Surface ]
10 CY
1.5
11 PX -612 PX
613 PY -614 PY
615 PZ -616 PZ
6
21 PX -222 PX
225 PZ -2
26 PZ
2
90 BOX -10 -10 -10 20 0 0 0 20 0 0 0 20

まず 5, 6 行目にある、四角柱の lattice 構造とそれを10引用するセル番号 1 の定義は例題 (6) と同じです。
ただし、7, 8 行目におけるセルパラメータ FILL の使い方が違っており、ここでは各格子の状態を個別ており、各格子に割り振られた lattice 座標 (i, j, k)
を参照して FILL=の後ろで決定しています。本例
題では、i に関して −1 から 1 まで (3 つ)、 j に関(-1,1,0)(0,1,0)(1,1,0)(-1,0,0) (0,0,0)(0,0,0)(1,0,0)(-1,1,0)x [cm]に指定しています。7 行目では取り扱う範囲を決め

5

0
−5

water
void
iron

(-1,-1,0) (0,-1,0) (1,-1,0)(1,-1,0)

して −1 から 1 まで (3 つ)、k に関して 0 から 0 ま
で (実質は 1 つ) をセル番号 101 の lattice 構造と定義しています。合計 3 × 3 × 1 = 9 の格子が対象となり、それぞれを満たす宇宙は 8 行目で指定し

−10
−10

−5

0
z [cm]

5

10ています。この順番は lattice 座標 (i, j, k) で表現し

図 50: 例題 (9) の空間を xz 平面で切り取った断面図。

て、(−1, −1, 0), (0, −1, 0), (1, −1, 0), (−1, 0, 0), · · · の様

9 つの四角柱の内、3 つが鉄柱を中心に配した内部構造をもっている。

になっており、2 であれば universe 2 で、3 であれ
ば universe 3 でその格子を満たすことを意味します。

Universe 2 を水が入った一辺 20cm の立方体を原点付近に配置した宇宙として、universe 3 を原点に半径 1.5cmの鉄柱を置いた宇宙として定義しており、9 つの四角柱の内 3 つが特別な構造をもつことになります。結果を示したのが図 50 で、xz 平面に関する断面図です。この図から (i, j, k) = (1, −1, 0), (0, 0, 0), (−1, 1, 0) の格子が内部構造をもっていることがわかります。各タリーにおいて mesh=reg により領域指定する場合は、(302< 101[0 0 0] < 1) の書式を用います。これは “セル番号 1 を満たしたセル番号 101 の lattice 座標 (0,0,0)

5.6. [ Cell ] セクション187に含まれているセル番号 302 の領域” という意味で、図 50 では中心の四角柱にある鉄柱周辺のボイドの領域を指します。この様な書式については 6.1.2 節を参照してください。
次は、階層構造をより複雑にした例です。
例 38: [cell] セクションの例題 (10)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:
26:
27:
28:
29:
30:
31:
32:

[ Material ]mat[1] 1H 2
mat[2] Fe 1
[ Cell ]
1
0
101
0

16O 1

11 -12
13 -14 15 -16 FILL=1-26
25 -2221 LAT=1 U=1
FILL=-1:1 -1:1 0:0
2 2 3(1 0 1) 2 3(1 0 1) 2 3(1 0 1) 2 2
201
1 -1.0 -90 U=2
301
0
-36
35 -3231 LAT=1 U=3
FILL=-1:0 -1:0 0:0
4 2 2 4401
2 -10.0 -10 U=4402
010 U=42 -1#1[ Surface ]
10 CY
0.5
11 PX -612 PX
613 PY -614 PY
615 PZ -616 PZ
6
21 PX -222 PX
225 PZ -226 PZ
2
31 PX -132 PX
135 PZ -1
36 PZ
1
90 BOX -10 -10 -10 20 0 0 0 20 0 0 0 20

この例題でつくられる仮想空間は、図 51 の様にな
10ります。ただし、 xz 平面で切った断面を示しています。まず、一辺 12cm の立方体を 9 つの四角柱に分け、その内の 3 つに内部構造をもたせた点は例題
宇宙を更に内部構造をもった格子で埋めたことで、

9∼11 行目でその状態を指定しています。ここでは
2 × 2 × 1 = 4 の四角柱を定義しており、その内の 2

x [cm](9) と同じです。違うのは universe 3 として定義した

5
water

0

void
iron

−5

つが鉄柱をもつ格子となっています。また、8 行目の (1 0 1) は座標変換を表しており、引用する際に universe 3 を x 軸方向に 1cm、z 軸方向に 1cm 平
行移動しなさい、という意味となります。セル番号

−10
−10

−5

0
z [cm]

510

301 は、原点 (0,0,0) を中心にもつ四角柱を基本単位

図 51: 例題 (10) の空間を xz 平面で切り取った断面としているため、図の様な配置にする場合は少しず図。9 つの四角柱の内 3 つが構造をもち、更に 4 つのらす必要があります。また、lattice を用いて階層構

四角柱で構成されている。

造を作成した場合の mesh=reg による領域指定は、
階層構造を増やした書式により行います。例えば図 51 において x = −1, z = −1 を中心とする微小四角柱のボイド部分は、(402 < 301[-1 -1 0] < 101[0 0 0] < 1) と記述します。もし対象とする階層が更に深くなった場合は、<と lattice 座標を用いて階層を増やすことで各領域を指定できます。この書式の詳細につ5. 各セクションの書式

188

いては 6.1.2 節をご覧ください。

5.6.5.3 ボクセルファントム (voxel phantom) の利用
PHITS では lattice 構造を利用してボクセルファントム (voxel phantom) を仮想空間として設定できます。
ボクセルファントムとは微小立方体を積み重ねて生物などの複雑な構造物を表現したものです。CT 等の画像データを元にして作成するボクセルデータを使用します。本節では、非常に簡単なボクセルデータを用意し、これを用いた設定方法について説明します。
基本的な考え方として、まず粒子輸送を行うためのある一定の大きさをもつ立方体 (直方体) を用意し、その中に微小立方体 (ボクセル) を並べます。その際、lattice 構造の LAT=1 を利用し、各ボクセルの座標が指定できる様にセルパラメータ FILL を使います。FILL を使用した場合、各ボクセルがどの状態か、すなわ
ちどの universe で満たされているか、が指定できるため、水や鉄 (あるいはボイド) で満たされた universe
を引用することで、様々な構造物をつくることができます。したがって、ボクセルデータは各ボクセルの位
置座標と構成物質の情報をもっている必要があり、ここでは L000 L100 L200 · · · L stu · · · の順番で並べたデータ群を想定しています。ここで、L stu は lattice 座標 (i, j, k) にあるボクセルの構成物質 (universe 番号) です。
以下では、一辺が 10cm の立方体の中に一辺 2cm のボクセルを合計 5 × 5 × 5 = 125 並べた場合を考えています。
例 39: [cell] セクションの例題 (11)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:

[ Material ]mat[1] 1H 2 16O 1
mat[2] Fe 1
[ Cell ]10
11 -12
13 -14 15 -16 FILL=1101
0 -20 LAT=1 U=1
FILL=-2:2 -2:2 -2:2
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2
2 2 2 2 2 2 3 3 2 2 2 3 4 3 2 2 3 3 2 2
2 2 2 2 2 2 3 3 3 2 3 4 4 4 3 2 3 3 3 2
2 2 2 2 2 2 2 3 3 2 2 3 4 3 2 2 2 3 3 2
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2201
0-90 U=2301
2 -10.0 -90 U=3401
1 -1.0 -90 U=4
2 -1#1[ Surface ]11 PX -512 PX
513 PY -514 PY
515 PZ -516 PZ
520 BOX -1 -1 -1 2 0 0 0 2 0 0 0 2
90 BOX -10 -10 -10 20 0 0 0 20 0 0 0 20

2 2 2 2 2
2 2 2 2 2
2 2 2 2 2
2 2 2 2 2
2 2 2 2 2

5 行目でセル番号 1 の領域を一辺が 10cm の立方体として定義しています。これが次の行のセル番号 101 のlattice で満たされており、基本単位は面番号 20 で定義した一辺 2cm の立方体です。ここでは面記号 BOXを用いて微小立方体 (ボクセル) を定義しています。7 行目でボクセルを lattice 座標 (i, j, k) のそれぞれに5 つずつ並べるとしており、8∼12 行目で各ボクセルを満たす universe 番号を指定しています。ボクセルは(−2, −2, −2), (−1, −2, −2), · · · , (2, 2, 2) の順番で並んでおり、ボイドの場合は 2、鉄は 3、水は 4 の数字が対応しています。ボイドや鉄、水が入った空間の定義は 13∼15 行目で行っており、それぞれが一辺 20cm の立方体に入った宇宙を universe 2, 3, 4 としています。本例題のボクセルで表現しているのは多少いびつな形状の鉄の箱に水が入っている構造物です。結果を図 52 に示しました。左図が立体的にそのまま見た結果、右図
が表面の一部を透明にして見た結果です。少しずれていますが、図の左から右が i 軸、下から上が j 軸、奥5.6. [ Cell ] セクション

189から手前が k 軸の方向に対応します。見てわかる様に、でこぼこした鉄の箱の中には水が入っており、この構造物を対象に粒子輸送計算を行うことができます。各タリーにおいて mesh=reg により領域指定する
場合は、(401 < 101[0 0 0] < 1) の書式を用います。あるいは、セル番号 1 中の水の部分全てを指定したい場合は、(401< 1) とすることができます。これらの書式については 6.1.2 節をご覧ください。ただし、(301 < 101[-2:2 -2:2 -2:2] < 1) の様な指定方法はできません。セル番号 101[-2:2 -2:2 -2:2] の20
20
全てにセル番号
301 の領域が含まれているわけではないためです。

15

15

10

10

5

5

0

0

0
5
10
15
5
10
15
20
図 52: 例題
(11) の構造物を立体的に見た図(左020) と表面の一部を取り除き内部を見た図(右)。

例 39 の 8 から 12 行目の universe の羅列について、バージョン 3.09 以降では短縮形式での記述が可能になりました。ボクセルファントムの様なデータでは、同じ universe 番号が連続することが多いため、この短縮形式を利用することで、大幅に記述を省略することができます。これにより、膨大なボクセルデータに対するファイルサイズの削減や読み書きに掛かる計算時間の短縮につながります。短縮形式では、連続する universe 番号について、一つ目の universe 番号はこれまでどおり記述し、二つ目には universe 番号ではな
く、これ以降に同じ universe 番号が連続する数を負の符号を付けて記述します。これにより、例 39 の 8 から 12 行目は以下のように記述することができます。
例 40: [cell] セクションの例題 (11’)
8:
9:
10:
11:
12:

2 -11 3 2 -17 3 -1 2 -2 3
4 3 2 -1 3 -1 2 -12 3 -2
2 3 4 -2 3 2 3 -2 2 -12 3-1 2 -1 3 4 3 2 -2 3 -1 2
-17 3 2 -11

例 39 では、universe 番号の 2 が 12 個並んだ後に、universe 番号の 3 が記述されているのに対し、例 40 では、universe 番号の 2 の後に同じ universe 番号がさらに 11 個並んでいるとの意味で、-11 の記述がされています。

PHITS では、最初に読み取ったインプットデータを一時的にバイナリ形式で書き出し、それを再度読み込んで粒子輸送計算を行います。例題 (11) で扱ったのは簡単なボクセルですが、一般的にボクセルデータ
は大規模なものとなり、それを PHITS の実行の度に読み書きするのは非常に時間がかかります。これを緩和するために、[parameters] セクションの ivoxel パラメータを使う方法があります。ivoxel は、ボク
セルデータ (実質的には例題 (11) の 8 から 12 行目) をバイナリとして出力させて保存し、2 度目からはそのバイナリを読んで計算するという機能をもちます。PHITS 実行時に ivoxel=2 とすると file(18) にデータを書き出してそのまま終了します (ただし、バージョン 2.30 以前では、終了せずに引き続き輸送計算を行います) ので、以降 ivoxel=1 と設定することで該当ファイルからバイナリデータを読み込んで計算できます。また、大量のボクセルデータを PHITS のインプットファイルとは別のファイルに保存して計算するときは、infl を使用します。この場合の ivoxel の使い方も同じです。

5. 各セクションの書式

190

5.6.5.4 連続四面体形状の利用
本節では、連続四面体形状の仕組みと定義の仕方、および基本的な利用方法について説明します。連続四面体形状はポリゴンの一種で、様々な大きさの四面体を組み合わせることで、複雑な形状をもつ物体を表現できるようになります。なお、四面体メッシュ体系内では反射面が動作しません。四面体メッシュ体系内で反射面を使いたい場合は、物理的に無視できる薄い四面体メッシュ体系外領域を内部に定義し、その中に反射面を定義すれば、反射を実現できます。

PHITS では二種類の連続四面体形状の形式に対応しています。一つは四面体メッシュ分割ソフトウェア
TetGen によって生成される Node ファイルと Element ファイルで四面体形状を表現する形式で、もう一つは有限要素法 CAE ソフトウェア NASTRAN のバルクデータ形式です。
TetGen での形式は、• Node ファイル: 各四面体の各々の頂点の xyz 座標• Element ファイル: 各四面体要素を構成する 4 つの頂点の 2 つのファイルで表現されます。Node ファイルおよび Element ファイルは、共通のファイル名に.node お
よび.ele という拡張子が付いた形を想定しています。PHITS のインプットファイルでは、この共通ファイル
名を指定することになります。この機能の具体的な利用方法については、\phits\utility\TetraGEOM フォ
ルダにある資料やサンプルインプットをご参照ください。
次に、Node ファイルおよび Element ファイルの例を示します。
例 41: Node ファイルの例
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:

# Simple two elements
5
3 0 0# pointID x y z
10.0 -2.5 -4.0
2
-4.0 -2.5
0.0
3
4.0 -2.5
0.0
4
0.0 -2.5
4.0
5
0.0
2.5
0.0

Node ファイルでは、まず始めにこのファイルに含まれる全ての頂点の数と扱っている次元数を設定します(2 行目)。PHITS で扱える次元は 3 次元のみです。2 行目の最後の 2 つの 0 は PHITS では使われずに無視されます。その下に (4 行目以下)、[頂点番号] [x] [y] [z]の順で頂点番号とその頂点の xyz 座標を指定します。
例 42: Element ファイルの例
1:
2:
3:
4:
5:

# Simple two elements
2 4 1# elementID point(1:4) universe
1
1 2 3 55001
2
5 2 3 45002

Element ファイルでは、まず始めにこのファイルに含まれる全要素数と 1 つの要素を構成する頂点の数（PHITS
では、1 次要素の四面体しか扱えないので、4 となります）と要素に付加する情報の数（PHITS では 1）を設定します (2 行目)。その下に (4 行目以下)、[要素番号] [頂点番号 1] [頂点番号 2] [頂点番号 3] [頂点番号 4] [要素 universe 番号]

5.6. [ Cell ] セクション

191の順で各要素の情報を指定します。要素番号は各四面体の ID 番号、頂点番号 1∼4 はその四面体を構成する
頂点の番号で Node ファイル内で定義した番号です。最後の要素 universe 番号で、各四面体をどの universe
番号の空間で満たすかを指定します。各 universe の定義は PHITS のインプットファイルで行います (例 43の 13,14 行目参照)。なお、Node ファイルおよび Element ファイル内では、任意の行で#から始まるコメン
ト行を挿入することができます。

Node ファイルおよび Element ファイルは四面体メッシュ分割ソフトウェア TetGen を使って作成することができます。多少技術が必要ですが、一般的なポリゴンデータもこのソフトウェアを使って連続四面体に変換することが可能です。TetGen は次のウェブサイト http://wias-berlin.de/software/tetgen/ から無料でダウンロード可能です。TetGen の使い方については、TetGen のマニュアルをご参照ください。

NASTRAN のバルクデータ形式は、構造解析計算や流体解析計算など様々なソフトウェアで一般的に出力可能な形式です。PHITS ではバルクデータ形式の中で、頂点情報 GRID と四面体ソリッド要素情報 CTETRAで構成される BDF ファイル（拡張子.bdf）を読み込むことができます。通常、何らかのソフトウェアにより体系を作成し、それをバルクデータ形式で出力することが想定されることから、バルクデータ形式に関する詳細は省略します。詳しくは NASTRAN バルクデータで検索してください。構造計算や流体計算と同一の形式を採用することで、これらの計算と放射線輸送計算をシームレスに繋いだ解析が可能となりました。具体的な利用方法については、\phits\utility\FLUENT フォルダにある資料をご参照ください。
次に、PHITS のインプットファイルにおける指定の仕方について説明します。
例 43: [cell] セクションの例題 (12)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:

[Material]mat[1] 14N 78.1 16O 20.9 40Ar 0.93
mat[2] 1H 2 16O 1
mat[3] 56Fe 1[Surface]
10 rpp-5.0 5.0 -3.0 3.0 -5.0 5.0
20 rpp-7.0 7.0 -5.0 5.0 -7.0 7.0
90 so
500.0
[Cell]
101
1 -0.001205 -20 U=1 LAT=3 tfile=Tetra
1
0-10 FILL=1
2 -1
10
201
2 -1.0-90 U=5000
202
3 -7.874-90 U=5001

TSFAC=1.0

例 44: [cell] セクションの例題 (13)
10:

101

1 -0.001205 -20

U=1

LAT=3

nfile=Tetra

TSFAC=1.0

㡬Ⅼ䠐

PHITS で連続四面体形状を取り扱うためには、直方体（面記
号 RPP）で指定する領域を定義し、その中に四面体連続形状を展開します。全ての四面体の頂点はこの直方体の中に含ませ⣲䠍れる必要があります。ただし、直方体の大きさを連続四面体
形状の大きさからかけ離れて大きく取り過ぎると計算の都合で問題が生じるので、連続四面体形状が全て収まる適当な大

㡬Ⅼ䠏

㡬Ⅼ䠑

㡬Ⅼ䠎

せ⣲䠎

きさの直方体としてください。10 行目では、セル番号 101 の領域として、面番号 20 で定義される 14cm×10cm×14cm の直方体の中にファイル名 Tetra で指定される連続四面体形状を展

㡬Ⅼ䠍開しています。LAT=3 は連続四面体形状を使用するオプションの指定で、TFILE に与えられるファイル名に対応する Node

図 53: 例題 (12) で作られる連続四面体形状。

ファイルおよび Element ファイルが読み込まれることになります。NASTRAN バルクデータ形式のファイ5. 各セクションの書式

192

ルを使用する場合は、44 の様に TFILE の代わりに NFILE でファイル名を指定してください。ファイル名に拡張子.bdf がついたファイルが読み込まれます。Windows 以外の OS では、ファイル名に大文字小文字の区別があるので、ファイル名の指定はどちらの形式でも大文字小文字を正しく入力してください。TSFAC の指定により、Node ファイルで与えられる四面体頂点の座標に対する規格化定数を与えることができます。ここでは、TSFAC=1.0 なので、Node ファイルで与えられる座標をそのまま使用します。セル番号 101 の領域に対するマテリアルの指定は領域 101 内で連続四面体を除く領域で使用されることになります。11 行目でセル番号 1 の領域を 10cm×6cm×10cm の直方体として定義しています。Fill の指定により、この領域が 10
行目のセル番号 101 で定義される連続四面体を含む領域によって満たされることになります。このように連続四面体形状 (LAT=3) を使用する場合も、Lattice 構造の指定と同じように、Universe と Fill を利用した入れ子構造を定義してください。Element ファイルで指定される各四面体の要素 universe に対応する領域の指定は Lattice 構造での指定と同様で 13,14 行目で行っています。この例題では、四面体要素 1 には物質番号2 の水 (H2 O) が、四面体要素 2 には物質番号 3 の鉄 (Fe) が含まれることになります。
連続四面体形状の構成物質が増えた場合は、各四面体の要素 universe に対応する領域の数が増えます。この手作業の負担を減らすため、自動的にこの領域を作成するオプションを追加しました。この自動領域追加
オプションを使用するには、パラメータセクションで itetauto=1 と指定してください。連続四面体形状に含まれる全ての universe に対応する領域を自動で作成します。この際に、面番号 5000 番の非常に大きな球面とセル番号 5001 番から 5000+n 番を新たに追加します。ここで、n は連続四面体形状に含まれる univeseの数です。ですので、このオプションを使う際にはこれらの面番号およびセル番号を使用しないようにしてください。NASTRAN バルクデータ形式ファイルを使用する場合は、バルクデータに含まれる PSOLID タ
ブおよび MAT タブの情報を読み取り、自動的に追加領域の密度が設定されます。TetGen 形式ファイルを使用する場合は、これらの情報を外部ファイルで与える必要があります。同じファイル名で拡張子.txt のファ
イルを用意し、45 の様に各 universe 番号と密度を一行毎に記述してください。追加されたセル番号 5001 番
から 5000+n 番の領域には自動的にセル番号と同じマテリアル番号が割り振られます。対応するマテリアルが存在しない状態で一度 PHITS を実行すると 46 の様なエラーメッセージが表示されますので、このメッ
セージを参考に連続四面体形状の universe に対応するマテリアルを 5001 番から 5000+n 番に定義してください。phits.out に含まれるインプットエコーに追加された面および領域が記述されるので、正しく指定が行えたかどうかを確認することができます。
例 45: txt ファイルの例
1:2:5000 -1.05001 -7.874

例 46: エラーメッセージの例*** ERROR : undefined material
TETRA material (MID): 5001
should be defined as material ID number:*** ERROR : undefined material
TETRA material (MID): 5002
should be defined as material ID number:

5001

5002

5.7. [ Transform ] セクション

193

5.7

[ Transform ] セクション

5.7.1

書式

このセクションでは、[source], [surface], [cell] の各セクション、r-z, xyz メッシュの場合の各
タリー、磁場や電場の定義の際に使用できる座標変換の定義を行います。コメント文字として$, C が利用できます。infl:によるファイルの挿入、set:によるユーザー定義定数の設定は、セクションの途中でも行うことができます。なお、[transform] を用いて可能な座標変換は回転と平行移動のみであり、拡大・縮小はできない点にご注意ください。
書式は以下の通りです。

[ Transform ]TRn
X 0 Y0

Z0

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

B9

M

Trn の n により定義する座標変換番号を指定します。次の X0 , Y0 , Z0 は平行移動に関する入力値であり、その後の Bi (i = 1, · · · , 9) は回転に関する入力値です。最後の M は変換方法のオプションで、これにより Bi の表す意味や座標変換に用いる式が変わります。
表 94: 座標変換パラメータ項目

説明
座標変換番号。1 ∼ 999999 が使用できます。

n
X0 , Y0 , Z0

平行移動の x, y, z 成分。単位は cm。

B1 ∼ B9回転に関する入力の各成分。具体的には、 M = ±1 の場合は式 (20) と (21) をご参照ください。行列式が 1 でない場合は、1 となるように規格化されます。 M = ±2, ±3 の場合は、それ
ぞれ節 5.7.2.2 と節 5.7.2.3 に示した入力方式をご確認ください。

M

変換方法のオプション。
正の場合は回転させた後に平行移動させ、負の場合は平行移動させた後に回転させます。

= ±1 は、 Bi (i = 1, · · · , 9) に回転行列の成分を直接入力するオプションです。
= ±2 と ±3 は、 x, y, z 軸回りの回転を角度だけ入力することで簡易的に指定するオプション
です。M = ±2 の場合は、原点中心の回転のみ扱い、回転させる順番も z, y, x 軸の順で固定です。 M = ±3 の場合は、回転の中心座標を指定することでき、回転させる順番も指定できます。指定する角度は、TRn の場合は radian 単位、∗TRn の場合は degree 単位です。

5.7.2

座標変換の定義と使い方

この節では、M の値によって変わる Bi の意味や座標変換式について説明し、例題を示すことで使い方を簡単にご紹介します。ただし、変換の対象がタリーの場合は、それ以外の場合と変換前後の座標系が式の上では逆になるのでご注意ください。タリーの座標変換については節 5.7.3 をご覧ください。

5. 各セクションの書式

194

5.7.2.1

M = ±1 の場合

このオプションでは、回転行列の成分を直接入力することで任意の回転を指定できます。座標変換前の座
標を (x, y, z)、変換後の座標を (x′ , y′ , z′ ) とすると、 M = 1 の時の変換式は、
 ′    
 x   B1 B4 B7   x   X0  ′      y  =  B2 B5 B8   y  +  Y0  , ′     z
B3 B6 B9zZ0となり、 M = −1 の時は、

 ′   x   B1 ′   y  =  B2
 ′  
B3
z

B4
B5
B6



B7   x − X0  
B8   y − Y0  ,
 

B9
z − Z0(20)(21)となります。変換を行う対象を、 M = 1 の場合は回転してから平行移動させ、 M = −1 の場合は平行移動してから回転させます。回転は、どちらの場合も、 xyz 座標系の原点に対して行われます。ただし、平行移動
は M = 1 と −1 で逆向きとなるのでご注意ください。例えば、x 方向に 10 cm 移動したい場合は、M = 1 の場合は X0 =10、 M = −1 の場合は X0 = −10 と指定します。この関係は M = ±2, ±3 の場合も同じです。
例 47: [transform] セクションの例題 (1)
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:

[ Transform ]set: c10[90] $ angle of around Z (degree)
set: c20[30] $ angle of around Y (degree)
set: c30[0]$ angle of around X (degree)
tr1

0 0 0
cos(c10/180*pi)*cos(c20/180*pi)
sin(c10/180*pi)*cos(c30/180*pi)+cos(c10/180*pi)*sin(c20/180*pi)*sin(c30/180*pi)
sin(c10/180*pi)*sin(c30/180*pi)-cos(c10/180*pi)*sin(c20/180*pi)*cos(c30/180*pi)-sin(c10/180*pi)*cos(c20/180*pi)
cos(c10/180*pi)*cos(c30/180*pi)-sin(c10/180*pi)*sin(c20/180*pi)*sin(c30/180*pi)
cos(c10/180*pi)*sin(c30/180*pi)+sin(c10/180*pi)*sin(c20/180*pi)*cos(c30/180*pi)
sin(c20/180*pi)-cos(c20/180*pi)*sin(c30/180*pi)
cos(c20/180*pi)*cos(c30/180*pi)1

上の例題は、z 軸周りに c10 度、次に y 軸周りに c20 度、最後に x 軸周りに c30 度回転させる回転行列を書き下したものです。c10, c20, c30 の定数に値を入れることにより、各軸周りの回転を定義できます。

5.7.2.2

M = ±2 の場合

これは x, y, z 軸周りの回転のみを容易に指定できるオプションです。軸毎の回転角度を入力するだけでよ
く、回転行列の成分を指定する必要がありません。ただし、原点を中心とした回転のみを扱い、回転させる
順番は z, y, x 軸の順で固定です。
入力方式は次のようになります。

TRn

X0

Y0

Z0

θz

θy

θx

0

0

0

0

0

0

2

ここで、X0 , Y0 , Z0 はそれぞれ平行移動の x, y, z 成分、θz , θy , θ x はそれぞれ z, y, x 軸周りの回転角度です。

B4 -B9 の 0 の部分にはどんな数字でも良いので入れておく必要があります。

5.7. [ Transform ] セクション

195

y

x

z

x

z

y

•

•!

•"
y

z

x
y㍈ᅇ䜚

x㍈ᅇ䜚

z㍈ᅇ䜚

図 54: x, y, z 軸周りの回転の方向

各軸周りの回転の方向は図 54 をご参照ください。それぞれの回転を行列で表すと、





 cos θz − sin θz cos θy 0 sin θy 

 1
0
0





R x =  0 cos θ x − sin θ x  , Ry = 010  , Rz =  sin θz cos θz





0
0
− sin θy 0 cos θy0 sin θ x cos θ x


0 

0  ,

1

(22)

となります。これにより、M = 2 の時の座標変換の式は、変換前の座標を (x, y, z)、変換後の座標を (x′ , y′ , z′ )
とすると、


  
 ′ 
 x   X0 
 x    y′  = R x Ry Rz  y  +  Y0  ,  
 ′ 
Z0
z
z

(23)



 ′ 
 x − X0 
 x  ′  y  = R x Ry Rz  y − Y0  , ′ 
z − Z0z(24)となり、 M = −2 の時は、となります。 M = ±1 の節で書いたように、平行移動は M = 2 と −2 で逆向きとなるのでご注意ください。
例 48: [transform] セクションの例題 (2)
1:
2:
3:

[ Transform ]*tr1
0 0 0 90300
tr2
0 0 0 pi/2 pi/6 0

0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 02
2

これは M = 2 の例題です。例題 (47) と同じ回転の座標変換を簡易に入力できます。∗tr1 は degree 単位、∗の付かない tr2 は radian 単位で回転角度を指定します。

5.7.2.3

M = ±3 の場合

このオプションは、回転の中心となる座標を指定できるようにし、また回転する軸の順番を任意に変更できるようにしたものです。

5. 各セクションの書式

196

入力方式は次のようになります。

TRn

X0

Y0

Z0

XC

YC

ZC

A1

θ1

A2

θ2

A3

θ3

3

ここで、X0 , Y0 , Z0 はそれぞれ平行移動の x, y, z 成分、XC , YC , ZC は回転の中心となる座標の x, y, z 成分です。Ai と θi (i = 1, 2, 3) はそれぞれ、i 回目の軸回転の軸と角度です。Ai = 1, 2, 3 の場合はそれぞれ x, y, z 軸の回転を i 回目に実行することを意味します。また、Ai = 0 の場合は回転させないことを意味します。例えば、y 軸回りのみ回転させる場合は A1 = 2, A2 = A3 = 0 とします。

M = 3 の時の座標変換の式は、変換前の座標を (x, y, z)、変換後の座標を (x′ , y′ , z′ ) とすると、

 
 

 ′ 
 x  x − XC   XC   X0 



  
 y′  = R3 R2 R1  y − YC  +  YC  +  Y0  ,  

 ′ zz − ZCZC
Z0(25)となります。R1 , R2 , R3 には、それぞれ A1 , A2 , A3 で指定した x, y, z 軸の回転行列が入ります。M = −3 の時は、

 

 ′ 
 x − XC − X0   XC  x 

 

 ′ (26)
 y  = R3 R2 R1  y − YC − Y0  +  YC  ,

 

 ′ ZC
z − ZC − Z0zとなります。なお、 M = ±1 の節で書いたように、平行移動は M = 3 と −3 で逆向きとなるのでご注意ください。
例 49: [transform] セクションの例題 (3)1:2:[ Transform ]*tr1 0.0 0.0 5.0

0.0 10.0 0.0

2 45.03 -60.00 0.03

これは M = 3 の例題です。座標 (0.0, 10.0, 0.0) を中心とする座標系において、y 軸周りに 45 度、z 軸周りに−60 度回転させた後、z の + 方向に 5 cm 平行移動させます。
5.7.3

タリーの場合タリーに座標変換をかけると変換後の点を中心とした座標系で表示するようになり、いわゆる物体固定系 (body-fixed coordinate system) で計算結果を表示できるようになります。この場合、変換後の座標系で結果を描画することから、タリー以外の場合と比べて変換式の関係が逆になります。例えば M = 1 の時、変換前の座標を (x, y, z)、変換後の座標、すなわちタリーで表示する座標、を (x′ , y′ , z′ ) とすると、
 ′   x   B1 B4 B7   x − X0   ′   y  =  B2 B5 B8   y − Y0  , 
 ′  z − Z0B3 B6 B9z

(27)となります。これは例えば、変換前のタリーで x = 20 cm の位置に表示されていた物が、変換後のタリーでは x′ = 20 − X0 cm の位置に表示されることを意味します。すなわち、X0 が正の場合は、その分だけ x 軸の負側にシフトして表示されます。同様に M = −1 の時は、  
 ′   x   B1 B2 B3   x   X0     
 y′  =  B4 B5 B6   y  +  Y0  ,   
 ′  Z0z
B7 B8 B9zとなります。 M = ±1 以外の場合も同様の挙動になりますのでご注意ください。

(28)

5.8. [ Temperature ] セクション

5.8

197

[ Temperature ] セクション

このセクションでは、Free-Gas Thermal Temperature を定義します。単位は MeV です。時間の定義はできません。この量は、[cell] セクションのセルパラメーターでも定義できますが、領域が重なった場合は、
この [temperature] で定義した値が優先します。両者で定義されない領域は、2.585 × 10−8 MeV にセットされます。なお、一般的に温度は熱中性子の放射線挙動にのみ影響を与え、それ以外の放射線挙動には物理的に影響を与えません。
書式は、[ T e m p e r a t u r e ]
reg
tmp
1
11

1.0*1.e-8
5.0*1.e-8( { 2 - 5 } 8 9 )( 11 12 15 )16

2.0*1.e-8
3.0*1.e-8
6.0*1.e-8

....
....

........
........

同じ値の領域をまとめて書く、( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。ただし、単一の数字で無い
場合は必ず (

) で括ってください。しかし、( 6 < 10[1 0 0] < u=3 ) などの lattice, universe 構造
は、使えません。
領域番号 (reg) と温度 (tmp) の順番を変えたいときは、tmp reg とします。読み飛ばしコラム用の nonも使えます。

5. 各セクションの書式

198

5.9

[ Mat Time Change ] セクション

このセクションでは、ある特定の物質をある時間で異なる物質に変化させる機能を定義します。時間の単位は nsec です。書式は、[ Mat Time Change ]
mat
1

time
50.0

change
11

2
3
....

100.0
1000.0........

12
0

....

........

物質番号 (mat) と (time change) の順番を変えたいときは、mat change time の様に定義行で変えます。
読み飛ばしコラム用の non も使えます。この 3 つのコラムは全て必須です。mat で定義された物質が、timeで定義された時間で change で定義された物質に変化します。時間によってシャッターの開閉がある場合などを想定しています。

5.10. [ Magnetic Field ] セクション199

5.10 [ Magnetic Field ] セクション
5.10.1 荷電粒子
PHITS では、指定した領域において磁場を設定することができます。電子・陽電子についてこの機能を使用する場合は、EGS5 を利用してください。このセクションでは、磁場を及ぼす region もしくは cell の
番号 (reg) と、磁場のタイプ (typ)、磁石の間隔の半分 (gap)、磁場の強さ (mgf)、座標変換 (trcl)、時間変化 (time) を定義します。このセクションで定義された磁場を有効にするには、[parameters] において

imagnf=1 を指定してください。
書式は、[ Magneticreg
1

Field ]
typ4

gap
10.00000

mgf-5.956540

trcl
3

time
non

2
3

4
2

10.00000
10.00000

6.416140-7.611980

1
0

non
0.0

4
( 150 < 61 )( 150 < 62 )2
4
4

10.00000
13.00000
13.00000

3.516000
7.880140-7.440800

0
2
2

pi/2
non
non

( 150 < 63 )( 150 < 64 )4413.00000
13.00000

9.441010-8.295220

2
2

non
non

( 150 < 65 )( 150 < 66 )
...

4
4
...

13.00000
13.00000........

3.694830-2.099350........

2
2
...

non
non
...

...

...

........

........

...

...

ここで、time は、ユーザー定義の磁場の時間変化のパラメータです。non が、時間変化無しです。ユー
ザー定義サブルーティンは、usrmgt1.f と usrmgt2.f がサンプルルーティンとして含まれています。前者がWobbler 磁石、後者が中性子用パルスマグネットです。これらを切り替えるには、パラメータセクションで、
usrmgt=1,2 で指定します。Wobbler の時の time パラメータは、位相を指定し、パルスマグネット時は、立
ち上がり時間を指定します。pi は、円周率の定数として使用できます。
reg は、region、typ は磁場のタイプ、二重極電磁石が 2、四重極電磁石が 4、gap は、磁石の間隔の半分(cm)、mgf は磁場の強さ (kG)、trcl は、座標変換の定義番号です。座標変換は、[transform] セクションで定義します。
同じ値の領域をまとめて書く、( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。また、( 6 < 10[1 0 0] <u=3 ) などの lattice, universe 構造も指定できます。ただし、単一の数字で無い場合は必ず () で括ってください。
この書式を用いれば lattice のひとつひとつに異なる magnet field を定義することも可能です。上の定義で、同じセルが二重に定義された時は、初めに定義された値が採用されます。
これらの順番を変えたいときは、定義の文字列の順番を変えます。読み飛ばしコラム用の non も使えます。
二重極電磁石の場合、磁石の間隔 gap は意味がありませんが、何らかの数値を入力して下さい。磁場の働く領域は、真空の領域、即ち、mat が 0 のときに限りません。磁場中でも減速、散乱が起こります。

trcl は、省略できます。trcl コラムがある場合で、座標変換のないときはゼロを書いてください。磁場
中心の軸は z 軸上、磁場の方向は、二重極電磁石では、y 軸正方向、即ち正荷電粒子が z 軸正方向に進むときに、 x 軸負方向に偏極します。四重極電磁石では、正荷電粒子が z 軸正方向に進むときに、 x 軸方向に収5. 各セクションの書式

200

束、y 軸方向に分散の配置です。これらの位置関係を幾何形状に合わせるには、trcl による座標変換が必要です。座標変換で、z 軸を磁石の幾何形状の中心軸に変換します。なお、電子・陽電子の場合は、座標変換が有効になりませんのでご注意ください。

[source] セクションのパラメータ izst=を用いて入射粒子の電荷価数を指定した場合、磁場中の運動はその価数に応じたものになります。通常の PH I TS では、荷電粒子、特に原子核は、磁場の中で電荷価数 Zの粒子として振る舞います。しかしながら、加速原子核では、電荷価数が Z 、即ち全ての電子が剥ぎ取られた状態以外に、幾つかの電荷状態が存在するときがあります。izst を用いることで、その状態にある粒子の運動を模擬できるようになります。ここで指定された価数は、輸送の途中では変化しません。ただし、核反応を起こし、生成される原子核には影響を及ぼしません。即ち、原子核反応で生成された原子核の価数は、Z に戻ります。
磁場中の軌跡を [t-track] で表示すると、通常、タリーは境界面横断時及び核反応時にしか呼ばれないので、境界間は直線で表現されてしまいます。磁場中の粒子の軌跡を滑らかに表示したい場合は、[parameters]
において deltm で軌跡を表示したいステップ長を定義する必要があります。

5.10.2 中性子
中性子光学のための磁場の書式は、ほぼ荷電粒子の場合と同じですが、細かい点が異なりますので、ここにまとめて説明します。まず書式の例題を下に示します。

[ Magnetic

Field ]

reg
1
2

typ
60
61

gap
0.00000
0.00000

mgf
35000.035000.0

trcl
3
1

polar
non
1

time
non
non

3
4

106
104

5.00000
0.00000

7130.0
3.5

0
0

0
non

non
5.0

5
6
7

102
101
103

0.00000
3.00000
0.00000

0.20
7130.035000.0

0
2
0

non
1
-1

non
non
non

...
...

...
...

........
........

........
........

...
...

...
...

...
...

タイプは上の 7 種類あります。60、61 は、最もシンプルな 6 極磁場で、重力効果や追加 2 極磁場は入れられません。60 は、スピンとの相互作用なし、即ちスピンは磁場に平行か反平行かで記述されます。61 は、ス
ピンとの相互作用が入ります。磁場の弱いところでのスピンの反転などが起こります。磁場の強さは、mgfのコラムに [T/m2 ] の単位で指定します。
次に 100 番台は、全てスピンとの相互作用を考慮しています。また、重力効果、追加の 2 極磁場が入れられます。106 が 6 極、104 が 4 極、102 が 2 極磁場です。z 方向の追加 2 極磁場の強さは、gap のコラムに記述します。単位は T(テスラ) です。

101 は、磁場の値をユーザー定義ファイル usrmgf1.f で定義します。このユーザープログラムでは、原研の中性子光学グループで測定された 6 極磁場の値が格納された 4 つのファイルからデータを読み込み、それらを内挿して計算に用います。磁場の強さは、mgf で定義した値に規格化します。gap のコラムで与えた2 極磁場は、定義した磁場領域全域に作用します。
103 も、ユーザー定義ファイルを参照するオプションです。103 では、usrmgf3.f を参照します。usrmgf3.fには、6 極磁場の式が書いてありますので、このまま動かせば、106 を指定した時と同じになります。ユー5.10. [ Magnetic Field ] セクション201

ザー定義磁場を書く場合は、添付の usrmgf1.f と usrmgf3.f を参考にして下さい。
中性子のスピンは、ソースセクションで sx, sy, sz で、定義すれば、その方向で磁場に入射します。ソー
スセクションで定義しないか、sx, sy, sz 全てがゼロの場合は、最初に磁場に入った時の磁場の方向で初期化されます。その時、このセクションの polar のコラムで定義される偏極率によりスピンの向きが磁場に平行か反平行かの比率が決定されます。non は、偏極率ゼロと同義です。偏極率 P の定義は、

P=

ϕ+ − ϕ−ϕ+ + ϕ−

ここで、ϕ+ と ϕ− は、スピンが磁場に平行な粒子数と反平行な粒子数です。

5.10.3 磁場マップの読込方法
Version 3.10 より，xyz グリッドもしくは r-z グリッドで表現された任意の磁場構造を読み込むことが可能となりました。その書式の例題を以下に示します。

[ Magnetic Field ]
reg
typ
gap
101
-1
10.0

mgf
0.5

trcl
0

file
xyzlist.dat

102
103

-2
-3

100.0
10.0

3.0
10.0

0
0

rzlist.dat
xyzmap.dat

104

-4

1.0

1.0

1

rzmap.dat

磁場マップは 4 つの形式で定義でき，それぞれ typ=−1, · · · , −4 で指定します。中性子に対して磁場を考慮したい場合は typ=−101, · · · , −104 となります。1 つのインプットファイルで同タイプの磁場マップを 2つ以上指定することができません。各形式は表 95 のようになります（詳細は 5.10.4 節参照）。
表 95: 利用できる磁場マップの形式

typ

説明

−1 or −101
−2 or −102xyz グリッド，データリスト型
r-z グリッド，データリスト型−3 or −103
−4 or −104xyz グリッド，データマップ型
r-z グリッド，データマップ型

磁場マップの場合，gap と mgf が通常の磁場の場合と比べて意味が異なり，gap は飛程の分割数（磁場がない場合の飛程を gap×100 等分し，ルンゲ・クッタ法を用いて飛跡を解析します），mgf は磁場マップで指定した磁場強度の倍率となります。例えば，磁場マップで指定した磁場の単位が T（テスラ）の場合，

mgf=10 とすることにより kG 単位に変換して PHITS で読み込むことができます。file は磁場マップファ
イル名です。なお，電子・陽電子は EGS5 モードを用いた場合のみ磁場が有効となり，その飛程の分割数はgap とは無関係となります。また、電子・陽電子の場合は、通常の磁場と同じく座標変換 (trcl) が有効になりませんのでご注意ください。

5. 各セクションの書式

202

5.10.4 磁場マップの形式
全ての磁場マップファイルは，ヘッダー部分とデータ部分に分けられます。ヘッダー部分は#や$を使ってコメント文を挿入することができますが，データ部分にはコメントを書くことができません。各磁場マップのサンプルは \phits\utility\magmap フォルダに格納されていますので，そちらもご参照ください。

5.10.4.1 ヘッダーの指定方法
ヘッダー部分では，PHITS インプットファイルと同じく，スペースは無視され，大文字・小文字の区別はありません。ヘッダーパラメータは，1 行に 1 つずつ指定します。指定可能なヘッダーパラメータを表 96に示します。
表 96: 磁場マップで指定可能なヘッダーパラメータ
パラメータ

説明

nx
ny

x 方向のグリッド数（typ=-1 & -3 で有効，省略不可）
y 方向のグリッド数（typ=-1 & -3 で有効，省略不可）

nz
nr

z 方向のグリッド数（全ての typ で有効，省略不可）
r 方向のグリッド数（typ=-2 & -4 で有効，省略不可）

xmin
xmax
ymin

x グリッドの最小値（typ=-3 で有効，D=0）
x グリッドの最大値（typ=-3 で有効，省略不可）
y グリッドの最小値（typ=-3 で有効，D=0）

ymax
zmin

y グリッドの最大値（typ=-3 で有効，省略不可）
z グリッドの最小値（typ=-3 & -4 で有効，D=0）

zmax
rmin
rmax

z グリッドの最大値（typ=-3 & -4 で有効，省略不可）
r グリッドの最小値（typ=-4 で有効，D=0）
r グリッドの最大値（typ=-4 で有効，省略不可）

ibxmapibymapx 方向磁場マップデータの有 (=1) 無 (=0)。（typ=-3 で有効，D=1）y 方向磁場マップデータの有 (=1) 無 (=0)。（typ=-3 で有効，D=1）

ibzmapibrmapextendxz 方向磁場マップデータの有 (=1) 無 (=0)。（typ=-3 & -4 で有効，D=1）r 方向磁場マップデータの有 (=1) 無 (=0)。（typ=-4 で有効，D=1）x 負方向への磁場の拡張（typ=-1 & -3 で有効，省略した場合は拡張しない）

extendyextendzy 負方向への磁場の拡張（typ=-1 & -3 で有効，省略した場合は拡張しない）
z 負方向への磁場の拡張（全ての typ で有効，省略した場合は拡張しない）

data

この行以降がデータ部分となります（全ての typ で有効，省略不可）

extend を指定し，磁場の向きを反転させて拡張したい場合は，同じ行に flip=br, bz のように反転したい磁場を書きます。例えば
extendx flip = bz
extendy flip = bzとした場合は，図 55 のように z 方向の磁場の向きが反転します（x,y 方向に関しては，同じ向きの磁場が拡張されます）。

5.10. [ Magnetic Field ] セクション203

図 55: flip を使用し、磁場の向きを反転させて拡張した例。

5.10.4.2 磁場強度の定義方法
データ部分では，スペース，タブ，もしくはコンマ区切りで数値データを指定します。文字やコメントは入れられませんのでご注意ください。ただし，数値データの後ろのカラムであれば自由にコメントを入れることができます。距離の単位は cm，磁場の単位は kG です。粒子位置における磁場強度はグリッド上の値を線形内挿して導出しますので，入力する磁場強度は，グリッドの中点ではなく各グリッド上の値を入力してください。以下，typ 別の磁場指定方法を示します。

• typ=-1: xyz グリッド，データリスト型
x1
x1
..
.
x1

y1
y1
..
.
y1

z1
z2
..
.
znz

Bx1,1,1
Bx1,1,2..
.
Bx1,1,nz

By1,1,1
By1,1,2..
.
By1,1,nz

Bz1,1,1
Bz1,1,2..
.
Bz1,1,nz

x1
..
.

y2
..
.

z1
..
.

Bx1,2,1..
.

By1,2,1..
.

Bz1,2,1
..
.

x1
x2
..
.
xnx

yny
y1
..
.
yny

zny
z1
..
.
zny

Bx1,ny,nz
Bx2,1,1..
.
Bxnx,ny,nz

By1,ny,nz
By2,1,1..
.
Bynx,ny,nz

Bz1,ny,nz
Bz2,1,1..
.
Bznx,ny,nz

5. 各セクションの書式

204• typ=-2: rz グリッド，データリスト型
r1
r1
..
.
r1
r2
..
.

z1
z2
..
.
znz
z1
..
.

Br1,1
Br1,2
..
.
Br1,nz
Br2,1
..
.

rnr

znz

Brnr,nz

Bz1,1
Bz1,2
Bz1,nzBz2,1
Bznr,nz• typ=-3: xyz グリッド，データマップ型
Bx1,1,1
Bx2,1,1..
.
Bxnx,1,1

Bx1,2,1
Bx2,2,1..
.
Bxnx,2,1

Bx1,3,1
Bx2,3,1..
.
Bxnx,3,1

···
···
..
.
···

Bx1,ny,1
Bx2,ny,1..
.
Bxnx,ny,1

Bx1,1,2
Bx1,2,2
Bx1,3,2 · · · Bx1,ny,2
..
..
..
..
..
.
.
.
.
.
Bxnx,1,nz Bxnx,2,nz Bxnx,3,nz · · · Bxnx,ny,nz（同様のマップを By , Bz に対しても繰り返す）• typ=-4: rz グリッド，データマップ型
Br1,1

Br1,2

Br1,3

···

Br1,nzBr2,1 Br2,2 Br2,3 · · · Br2,nz
..
..
..
..
..
.
.
.
.
.
Brnr,1 Brnr,2 Brnr,3 · · · Brnr,nz（同様のマップを Bz に対しても繰り返す）

データの順番は変更することはできません。ただし，typ=-3 & -4 で ibxmap などのパラメータを 0 にした場合は，その方向に対する磁場データを省略することができます（その場合，その方向に対する磁場強度
は全て 0 となります）。また，typ=-1 & -2 で指定する座標は，必ず昇順となるようにしてください。計算
時間は，同じ磁場であればデータマップ型の方が短くなりますが，データリスト型でも各グリッド間隔が全て等しければ，データマップ型とほぼ同等になります。

5.11. [ Electro Magnetic Field ] セクション205

5.11 [ Electro Magnetic Field ] セクション
このセクションでは、指定した空間に電場と磁場を設定するためのパラメータを定義します。[parameters]
セクションで ielctf=1 とすることでこのセクションで定義したパラメータが有効となり、荷電粒子の電磁場中の運動を記述できるようになります。電子・陽電子についてこの機能を使用する場合は、EGS5 を利用してください。電場と磁場は任意に併存させることができます。

5.11.1 一様な電場と磁場の利用
次の書式により、一様な電場や磁場を設定できます。ただし、[Magnetic Field] セクションで定義できる 4 極磁場は設定できません。

[ Electro Magnetic Field ]
reg
1
2

elf
100
100

mgf
1
1

trcle
1
1

trclm
2
2

パラメータは、電磁場を指定する region もしくは cell の番号 (reg)、電場の強さ (elf)、磁場の強さ (mgf)、
電場の方向 (trcle)、磁場の方向 (trclm) です。場の強さ elf と mgf の単位は、それぞれ kV/cm と kGaussです。電場と磁場の方向 trcle と trclm は、座標変換番号 trcl を用いて定義します。これらを 0 とした
場合は、電場の向きが x 軸の +、磁場の向きが y 軸の+の方向となります。trcle と trclm は省略できません。場の強さを 0 とした場合や trcl が必要ない場合も 0 と入力してください。なお、電子・陽電子の場合
は、座標変換が有効になりませんのでご注意ください。

[source] セクションのパラメータ izst を用いて入射粒子の電荷価数を指定した場合、電磁場中の運動はその価数に応じたものになります。通常の PHITS では、荷電粒子、特に原子核は、電場や磁場の中で原子番号 Z の電荷をもつ粒子として振る舞います。しかしながら、加速原子核では、電荷価数が Z 、即ち全ての電子が剥ぎ取られた状態以外に、幾つかの電荷状態が存在するときがあります。izst を用いることで、その状態にある粒子の運動を模擬できるようになります。ここで指定された価数は、輸送の途中では変化しません。ただし、核反応を起こして生成される原子核には影響を及ぼしません。即ち、原子核反応で生成された原子核の価数は、その原子番号 Z に戻ります。
磁場中の軌跡を [t-track] で表示すると、通常、タリーは境界面横断時及び核反応時にしか呼ばれないので、境界間は直線で表現されてしまいます。磁場中の粒子の軌跡を滑らかに表示したい場合は、[parameters]
において deltm で軌跡を表示したいステップ長を定義する必要があります。

5.11.2 電場マップの利用方法
Version 3.20 より、xyz グリッドもしくは r-z グリッドで表現された任意の電場構造を読み込むことが可能となりました。基本的には書式は 5.10.3 節「磁場マップの読込方法」と同じですが、ファイル名は filee
で指定します。また、磁場マップと共存させる場合は、そのファイル名を filem で指定します。その書式の例題を以下に示します。

5. 各セクションの書式

206[Electro Magnetic Field]
reg type typm gap
elf

mgf

trcle

trclm

filee

filem

102

10.0

0

0

xyzmap.dat

xyzlist.dat

-3

-1

10.0

100.0

type 及び typm は、電場及び磁場マップの形式を表し、表 95 で示す typ と同じ値が指定できます。ただし、中性子に対しては動作しませんので、−101 から −104 を指定することはできません。1 つのインプット
ファイルで同タイプの電場マップもしくは磁場マップを 2 つ以上指定することができません。elf 及び mgf
は、電場及び磁場マップの強度倍率で、それぞれ 1 とした場合の単位は kV/cm と kG となります。gap はル
ンゲ・クッタ法を用いて飛跡を解析する際に飛程の分割数を決定するパラメータであり、そのデフォルト値
は 10 で、大きくするほど刻み幅が小さくなります。なお、電子・陽電子は EGS5 モードを用いた場合のみ電磁場が有効となり、その飛程は gap とは無関係になります。trcle と trclm は、電場・磁場それぞれの座標変換番号を示しており、通常の電磁場と同じく、電子・陽電子の場合は有効になりませんのでご注意く
ださい。
電場マップの定義方法は、単位が kG ではなく kV/cm である点を除いて磁場マップの定義方法と同じですので、5.10.4 節「磁場マップの形式」をご参照ください。

5.12. [ Delta Ray ] セクション207

5.12 [ Delta Ray ] セクション
このセクションでは、物質中を荷電粒子が通過した場合にその飛跡周辺に発生するノックアウト電子 (δ線) を 2 次粒子として発生させる機能をコントロールします。荷電粒子が通過する物質に与えるエネルギー
は、通常 LET(dE/dx) として評価され、その軌道上にのみ付与されます。しかし、高エネルギーの δ 線が発生した場合などは、その輸送によって 1 次粒子の軌道から離れた位置にエネルギーが付与されることが知られており、本セクションを利用することでその影響を調べることが可能となります。δ 線生成断面積は、

Butts と Katz の式85 より計算し、そのエネルギーや角度を決定する際は相対論を考慮しています
本機能と [t-sed] タリーは併用できませんのでご注意ください。
真空 (void) 以外の領域毎に、δ 線を発生させるしきい値エネルギー Eth（単位は MeV）を決めることができ、この値より高いエネルギーの δ 線を実際に 2 次粒子として発生させます。Eth 以下の δ 線の寄与は通常の LET で評価しており、設定できる Eth の最小値は 0.001 MeV(=1 keV) です。ただし、Eth を 10 keV 以下に設定したり、δ 線を発生させる領域の厚さをおおよそ 10 µg/cm2 以下に設定すると、荷電粒子の挙動が多少変化しますのでご注意下さい。具体的には、荷電粒子の実効的な阻止能が、δ 線を多く放出しすぎること
により高くなってしまいます。また、1 MeV 以下の荷電粒子による δ 線生成を計算したい場合は emin(1),emin(i=15-19) を 1 keV に設定する必要があります。[delta ray] セクションを利用しない場合は、Eth に
デフォルトの値として 1.e + 10 が入っており、事実上 δ 線は発生しません。領域番号と Eth はそれぞれ reg,del で指定します。その書式は以下の例の通りです。

[ delta ray ]
reg
del
1
11

0.1
1.0

....
....

....
....

同じ値の領域をまとめて書く、( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。ただし、単一の数字で無い場
合は必ず () で括ってください。しかし、( 6 < 10[1 0 0] < u=3 ) などの lattice, universe 構造は使えません。領域番号 (reg) としきい値エネルギー (del) の順番を変えたいときは、del reg とします。読み飛ばしコラム用の non も使えます。GG の場合も、cell でなく reg を使ってください。

85 J. J. Butts and R. Katz, “Theory of RBE for Heavy Ion Bombardment of Dry Enzymes and Viruses”, Radiation Research 30, 855-871(1967).

5. 各セクションの書式

208

5.13 [ Track Structure ] セクション
1 keV 以下のような低エネルギー電子・陽電子について、飛跡構造計算86 を実施すると、電子・陽電子が電離・励起もしくは分子振動・回転のような衝突イベントによる減速過程を模擬することができます。この計算機能を利用すると、10 eV 程度の低エネルギー電子数が多数生成されるため、従来アルゴリズムと比較して計算時間が膨大に掛かります。そのため、通常の大きさの体系（cm オーダー）における放射線挙動解
析には適しません。
このセクションでは、飛跡構造解析を行うセルを指定します。mID は利用する飛跡構造解析モデルを指定するための ID 番号で、−1,0,1 は表 97 のような意味を持ちます。
表 97: mID による飛跡構造解析モデルの指定
電子・陽電子mID−1

任意物質向け飛跡構造解析モード

0（飛跡構造解析をしない）

1

液体水向け

陽子 0-300 MeV

それ以外の陽子や炭素 0-10 MeV/nイオン

chem=H20: ETS
chem=Si: EST for Si
上記以外: ETSARTITSARTITSART– (EGS etc.)– (ATIMA etc.)– (ATIMA etc.)ETS

KURBUCITSART

飛跡構造解析モード• –: 飛跡構造解析モードなし（カッコ内は飛跡構造解析の代わりに使われるモデルで、negs や ndedx
により切り替わります）• ETS: 水用電子・陽電子飛跡構造解析モード• KURBUC87 : 水中の炭素・陽子用飛跡構造解析モード• ITSART: 任意物質・イオン用飛跡構造解析モード• ETSART: 任意物質用電子・陽電子飛跡構造解析モード• ETS for Si: 半導体シリコン用電子・陽電子飛跡構造解析モード (PHITS-ETS for Si)88
水以外の標的物質に対し ETS、KURBUC を使用すると、液体水の断面積データから電子密度スケーリン
グにより、標的物質の平均自由行程が算出されます。mID=1 で用いられる特定物質向け飛跡構造解析モード
は、標的が液体水に限定される代わりに、電離・励起などの個々の反応を最も精密に計算できます。一方、

mID=-1 で用いられる任意物質向け飛跡構造解析モードは、(1) 任意の標的に適用できる
86 T. Kai et al., Thermal equilibrium and prehydration processes of electrons injected into liquid water calculated by dynamic Monte Carlo
method , Radiat. Phys. Chem., 115, 1-5 (2015).
87 Uehara S, Nikjoo H, Goodhead DT, 1993, Cross sections for water vapour for Monte Carlo electron Track structure from 10 eV to 10
MeV region. Phys Med Biol 38: 1841-1858;
Hooshang Nikjoo, Shuzo Uehara, Dimitris Emfietzoglou, Interaction of Radiation with Matter, CRC Press, Published June 11, 2012;
Liamsuwan T, Uehara S, Emfietzoglou D and Nikjoo H 2011, Physical and biophysical properties of proton tracks of energies 1 keV to
300 MeV in water, Int. J. Radiat. Biol. 87 141-60;
Liamsuwan T and Nikjoo H 2013 A Monte Carlo track structure simulation code for the full-slowing-down carbon projectiles of energies
1 keV u−1 - 10 MeV u−1 in water, Phys. Med. Biol. 58 673-701
88 Yuho Hirata, Takeshi Kai, Tatsuhiko Ogawa, Yusuke Matsuya and Tatsuhiko Sato, 2022, Implementation of the electron track-structuremode for silicon into PHITS for investigating the radiation eﬀects in semiconductor devices, Japanese Journal of Applied Physics, 61, 106004.

5.13. [ Track Structure ] セクション

209(2) ラザフォード散乱による反跳原子を考慮できるというメリットがある一方、標的原子の励起を明示的に扱わないといった近似を用います。任意物質向け飛跡構造解析モードでも以下の物質であれば [material] セクションにおいて chem パラメータで指定することで、分子構造をある程度反映した計算ができます。

H2 O, CO2 , NH2 , NH3 , SF6 , TeF6 , CH4 , CH3 , C2 H2 , C2 H4 , C2 H6 , C6 H6 ,(CH3 )2 NH[track structure]
reg
1

mID
1

2

0

同じ値の領域をまとめて書く、(

2 - 5

8 9 ) という書式も使えます。ただし、単一の数字で無い場合は必ず () で括ってください。しかし、( 6 < 10[100] < u=3 ) などの lattice, universe 構造は使えません。領域番号 (reg) と利用する断面積データの ID 番号 (mID) の順番を変えたいときは、mID reg とします。読み飛ばしコラム用の non も使えます。
以下は重要なパラメータの設定です。[parameters] セクションに etsmax, etsmin を設定します。これらは飛跡構造解析を実施する電子・陽電子エネルギーの上限・下限値で単位は (MeV) です。上限値を上げる、もしくは下限値を下げると計算時間がより長くなりますので、ご注意ください。飛跡構造解析モードを利用する場合は、必ず EGS5 モード (negs=1,2) を用いて emin(12-13) を 1 keV に設定する必要があります。

[ Parameters ]emin(12) = 1.E-03
emin(13) = 1.E-03
negs
etsmaxetsmin= 1= 1.E-2= 1.E-6

etsmax は飛跡構造解析を実施する陽子・イオンのエネルギー上限であり、単位は MeV です。エネルギー
下限値は、陽子・炭素イオンのそれぞれの場合について emin(1) と emin(19) (D=1e-3 MeV/n) で調整可能です。陽子・炭素イオンのそれぞれについて KURBUC の適用上限は 300 MeV と 10 MeV/n ですので、それ以上大きい etsmax が設定された場合は、上限以下で KURBUC を使用し、上限から etsmax の間や陽子・炭素以外のイオンには ITSART を使用します。

[ Track structure ]
reg
mID
ebg

wvl

1
2

6.5

-1
-1

2.8

210

5. 各セクションの書式

Version 3.34 より任意物質用電子・陽電子飛跡構造解析モード ETSART と半導体 Si 用電子飛跡構造解析
モード Si-ETS が追加されました。mID=-1 を設定することにより ETSART モードを利用できます。ETSART
ではバンドギャップエネルギーを入力することで半導体物質における励起反応を考慮したシミュレーションが可能です。バンドギャップエネルギーは [track structure] セクションに ebg[eV] で定義します。ebg
が未定義の場合、デフォルトで ebg ＝ 0 として扱われ、励起反応は無視されます。また、物質中で電子正孔対が一つ生成するのに必要なエネルギー（w 値）を wvl [eV] に設定すると、電子がカットオフエネルギー(etsmin) に達した際に、etsmin を w 値で除した値を [t-interact] における電子の発生数としてタリーします。この機能により比較的高いエネルギーの放射線による電子生成数を評価する際に、etsmin を高く設定することで効率的に電子の発生数が計算できます。また、[material] セクションにおいて chem を指定し mID=-1 を設定すると、その物質を対象とした電子線飛跡構造解析が実行できます。Version 3.34 時点
では、ETS が chem=H2O、Si-ETS が chem=Si で実行可能です。

5.14. [ Super Mirror ] セクション211

5.14 [ Super Mirror ] セクション
このセクションでは、低エネルギーの中性子のスーパーミラーによる反射の機能を定義します。ここでは、以下のような半経験的なスーパーミラーの反射率を仮定します。



if Q ≤ Qc
 R0
R=

 1 R0 (1 − tanh [(Q − mQc )/W]) (1 − α(Q − Qc )) if Q > Qc
2
ここで Q は、散乱ベクター (Å−1 ) で、次のように定義されます。

4π sin θ
λm は、ミラーの物質とレイヤーの数などに依存するパラメーターです。Qc は、一層のレイヤーによる臨界
散乱ベクター、これ以上の Q で、反射率は α の傾斜で直線的にカットオフ値 Q = mQc まで減少する。そのときのカットオフの幅は W で表される。
Q = |ki − k f | =これらのパラメーターは、このセクションで次のように定義される。

[ Super Mirror ]r-in{2001-2020}

r-out
3001

mm
3

r0
qc
am
0.99 0.0217 3.0

wm
0.003

2500
2600
....

3500
3600
....

3
3
..

0.99
0.99
...

0.02170.0217
....

3.0
3.0
...

0.003
0.003
...

....
....

....
....

..
..

...
...

....
....

...
...

...
...

反射の面は、r-in が入射領域、r-out が反射体領域の間の面で定義されます。
同じ値の領域をまとめて書く、( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。また、( 6 < 10[1 0 0] <u=3 ) などの lattice, universe 構造も 指定できます。
上の標識のその他のパラメーターは、m を mm で、 R0 を r0、 Qc を qc (Å−1 )、α を am (Å)、 W を wm (Å−1 )で定義します。
このスーパーミラーの反射は、10eV 以下の中性子、また、sinθ > 0.001 の時に制限されます。後者は、表面の粗さに因るものです。

5. 各セクションの書式

212

5.15 [ Elastic Option ] セクション
このセクションでは、核データを用いる低エネルギー中性子の弾性散乱について、ユーザー定義の角分布を与えるパラメータを指定します。ユーザー定義のサブルーティンのサンプルとして、usrelst1.f と usrelst2.fが用意してあります。これらは、パラメータセクションで、usrelst=1, 2 で切り替えることができます。
書式は、以下のように、このオプションを適用する領域番号と、ユーザー定義サブルーティンで用いる 4つの定数を定義することができます。

[ Elastic Option ]
reg
1

c1
5

c2
1

c3
3.3

c4
0.4

2
3

1
3

1
1

1.1
0.3

0.7
0.8

....
....

...
...

...
...

...
...

...
...

物質番号 (reg) と (c1 c2 c3 c4) の順番を変えたいときは、reg c3 c2 c1 c4 の様に定義行で変えます。
読み飛ばしコラム用の non も使えます。同じ名前をまとめて書く、{ 4 - 7 } という書式も使えます。ただし、( { 4 - 7 } 9 10 ) という表式は使えません。
現在、サンプルサブルーティンとして入っている、usrelst1.f と usrelst2.f は、それぞれ、前者がデータベースを用いた Bragg 散乱の角分布、後者が、任意の関数形を用いた角分布が記述できるようになっています。

5.16. [ Data Max ] セクション213

5.16 [ Data Max ] セクション
このセクションでは、マテリアルの核種ごとにライブラリー利用の上限エネルギー dmax を設定することができます。このセクションは、6 つまで定義することができます。

[Data Max]
part = neutron protonmat
nucleus dmax
all
5
3

Fe
all
56Fe

20
50
150

最初の行に part=の書式で輸送粒子を指定します。省略はできません。Version 3.27 より、[parameters]
セクションで定義した dmax(i) と lib(i)（i は粒子番号）から自動で各核種のライブラリ上限エネルギーを設定するようにしましたので、高エネルギー核データを含めて利用可能な全てのライブラリを使いたい
場合は、このセクションを定義する必要はありません。
マテリアルごとに指定するときは mat コラムを用います。ここにはマテリアル番号、もしくは、all を使うことができます。nucleus コラムで核種を指定します。56Fe、もしくは、26056 の書式で指定します。

Fe、26000 などの質量を指定しない場合は、その核種の全ての同位体を指定することになります。また、allも使うことができます。dmax のコラムでその核種のライブラリー利用の上限エネルギー (MeV) を指定します。(mat) (nucleus) (dmax) の順番は可変です。また、読み飛ばしのコラム non も使えます。
同じ核種が重ねて定義されている場合は、後出が優先されます。

[parameters] セクションで定義される、dmax(1) と dmax(2) は、このセクションで定義される dmax の最大値とすることが望まれます。

dmax の値がライブラリの上限エネルギーよりも高い値に設定された場合は、上限エネルギーの断面積の値を dmax まで使います。例えば、通常の JENDL-4.0 を使う場合、dmax=200 と設定すると、20 MeV から

200 MeV までは 20 MeV の断面積が使用されます。また、ライブラリによって上限が違う場合は本セクショ
ンで個別に定義してください。
[parameters] セクションで、kmout=1 を指定すると、file(6) (D=phits.out) にマテリアル毎に各核種の dmax が出力されます。

5. 各セクションの書式

2145.17 [ Frag Data ] セクション
このセクションでは、ユーザー指定断面積読み込み機能について定義できます。この機能を使用すること
により、特定の粒子間の核反応イベントをユーザーが指定した断面積データを用いて模擬できます。ただし、本機能で指定した粒子間、エネルギー領域にある反応に対しても、核データライブラリを使用する設定になっている場合は、データライブラリにある情報が優先的に使用されます。また、指定できる入射粒子
は、陽子や中性子、原子核のみです。光子や電子は指定できないのでご注意ください。他に、核子の弾性散乱の寄与は PHITS のモデルにより別途考慮されます。
本機能を用いて生成される粒子は、その断面積に応じてウエイト値が変わります。場合によっては非常に小さい値となりますので、ウエイトカットオフを避けるために、[parameters] セクションにおいて wc2(i)の値を粒子 i 毎に変えてください。粒子の反応計算打切エネルギー cmin(i) は、考慮したい最小の入射エ
ネルギーに応じて設定してください。
書式は、以下のようになります。

[ Frag Data ]
opt
0
1

proj
12C
proton

targ
16O
63Cu

file
DDX_12C-16O.dat
DDX_p-63Cu.dat

opt が 0 の場合は指定した断面積を使用しません。これが 1 の場合は、proj と targ で指定した粒子間の核反応を file で指定したファイルにある断面積データを基に模擬します。opt が 2,3 の場合は整備中です。opt が4 の場合は、入射エネルギーや放出角度、放出エネルギーについて、与えられたデータを基に単純な外挿を行います。ただし、この外挿オプションは、下記にある neo が正で、nag が 0 でない場合しか使用できません。また、放出エネルギーや角度の微分断面積データが群形式ではなく点形式で与えられた時は、opt を 5としてください。この場合、線形内挿を行って放出粒子のエネルギーと角度の依存性を再現します。

file で指定する断面積データファイルの書式は、以下のようになります。
projectile
targetneiein(1) ein(2) ein(3) ...... ein(nei+1)
totxs(1) totxs(2) totxs(3) ...... totxs(nei+1)
neoeout(1) eout(2) eout(3) ...... eout(neo+1)
nag
angle(1) angle(2) angle(3) ...... angle(nag+1)
nfrg
frag(1) frag(2) frag(3) ...... frag(nfrg)
proxs(1,1) proxs(1,2) proxs(1,3) ...... proxs(1,nfrg)
ddx(1,1,1,1) ddx(1,1,1,2) ddx(1,1,1,3) ...... ddx(1,1,1,nag)ddx(1,1,2,1) ddx(1,1,2,2) ddx(1,1,2,3) ...... ddx(1,1,2,nag).........
ddx(1,1,neo,1) ddx(1,1,neo,2) ddx(1,1,neo,3) ...... ddx(1,1,neo,nag)5.17. [ Frag Data ] セクション

215

（続き）

ddx(1,2,1,1) ddx(1,2,1,2) ddx(1,2,1,3) ...... ddx(1,2,1,nag)ddx(1,2,2,1) ddx(1,2,2,2) ddx(1,2,2,3) ...... ddx(1,2,2,nag).........
ddx(1,2,neo,1) ddx(1,2,neo,2) ddx(1,2,neo,3) ...... ddx(1,2,neo,nag).........
.........
ddx(1,nfrg,1,1) ddx(1,nfrg,1,2) ddx(1,nfrg,1,3) ...... ddx(1,nfrg,1,nag)ddx(1,nfrg,2,1) ddx(1,nfrg,2,2) ddx(1,nfrg,2,3) ...... ddx(1,nfrg,2,nag).........
ddx(1,nfrg,neo,1) ddx(1,nfrg,neo,2) ddx(1,nfrg,neo,3) ...... ddx(1,nfrg,neo,nag)proxs(2,1) proxs(2,2) proxs(2,3) ...... proxs(2,nfrg)
ddx(2,1,1,1) ddx(2,1,1,2) ddx(2,1,1,3) ...... ddx(2,1,1,nag)ddx(2,1,2,1) ddx(2,1,2,2) ddx(2,1,2,3) ...... ddx(2,1,2,nag).........
ddx(2,1,neo,1) ddx(2,1,neo,2) ddx(2,1,neo,3) ...... ddx(2,1,neo,nag).........
.........
.........
.........
proxs(nei+1,1) proxs(nei+1,2) proxs(nei+1,3) ...... proxs(nei+1,nfrg)
ddx(nei+1,1,1,1) ddx(nei+1,1,1,2) ddx(nei+1,1,1,3) ...... ddx(nei+1,1,1,nag)ddx(nei+1,1,2,1) ddx(nei+1,1,2,2) ddx(nei+1,1,2,3) ...... ddx(nei+1,1,2,nag).........
ddx(nei+1,1,neo,1) ddx(nei+1,1,neo,2) ddx(nei+1,1,neo,3) ...... ddx(nei+1,1,neo,nag).........
.........
ddx(nei+1,nfrg,1,1) ddx(nei+1,nfrg,1,2) ddx(nei+1,nfrg,1,3) ...... ddx(nei+1,nfrg,1,nag)ddx(nei+1,nfrg,2,1) ddx(nei+1,nfrg,2,2) ddx(nei+1,nfrg,2,3) ...... ddx(nei+1,nfrg,2,nag).........
ddx(nei+1,nfrg,neo,1) ddx(nei+1,nfrg,neo,2) ddx(nei+1,nfrg,neo,3) ...... ddx(nei+1,nfrg,neo,nag)

最初に、projectile と target において入射粒子と標的粒子のそれぞれを指定します。nei は入射エネルギーの分点数で、その次の行に nei+1 点の入射エネルギー（ein: 単位は MeV/n）を指定し、更にその次の行に同数の全反応断面積（totxs: 単位は mb）を指定します。ここで totxs が 0 の場合は、icxsni や icrhi で指定する全反応断面積モデルにより得られた値が使われます。neo は放出粒子のエネルギー分点数で、その次の行に neo+1 点の放出エネルギー（eout: 単位は MeV/n）を指定します。ただし、opt が 5 の場合は neo 点

5. 各セクションの書式

216の eout を指定してください。nag は放出角度の分点数で、その次の行に nag+1 点の角度（angle）を指定します。ただし、opt が 5 の場合は nag 点の angle を指定してください。nag>0 の場合はラジアン単位 (rad)、nag<0 の場合は度数単位 (degree) で angle を与えます。nag=0 の場合は等方分布を仮定します。nfrg は放出粒子の数で、その次の行に nfrg 個の放出粒子を指定します。proxs は各放出粒子のある入射エネルギーに対する生成断面積 (mb) で、その次の行から 2 重微分断面積（ddx: 単位は mb/MeV/sr）を並べます。1 つのproxs に対して neo×nag 点の 2 重微分断面積のデータが必要で、それを 1 単位として nei+1 個のデータを並べます。放出粒子を複数指定する場合 (nfrg>1) は、proxs から始まるデータ群が nfrg で指定した数だけ必要となります。
また、neo を書くべき行で model と書いた場合は、PHITS に組み込まれている核反応モデルが使用されます。その場合は、微分断面積のデータを与える必要はありません。
例 50: 断面積データファイルの例
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:

proton
63Cu
1
10.0
100.0
1000.0 500.03
1.0 10.0 50.0 100.0-6
0.0 30.0 60.0 90.0 120.0
1
neutron
300.0
10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
15.0 13.0 12.0 11.0 10.0
10.0 11.0 10.0 11.0 10.0
0.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
10.0
8.0
7.0
6.0
5.0
5.0
6.0
5.0
6.0
5.0

150.0

180.0

10.0
10.0
10.0
5.0
5.0
5.0

例 50 に断面積データファイルの一例を示します。1,2 行目にそれぞれ入射粒子として proton、標的粒子として 63 Cu を指定しています。3 行目がエネルギー分点数で、この例では nei=1 としています。4,5 行目において入射エネルギーと全反応断面積を nei+1 点ずつ与えています。6 行目は放出粒子のエネルギー分点数です。この例では neo=3 としており、7 行目で放出エネルギーとして、1.0, 10.0, 50.0, 100.0MeV の値を指定しています。8 行目は角度の分点数です。これをマイナスにし、9 行目で与える角度の情報を度数単位で与えています。10 行目で放出粒子として取り扱いたい数を決めており、11 行目でその粒子 (=neutron) を指定しています。12 行目に入射エネルギーが 10.0MeV の場合の neutron 生成反応断面積を与えており、13,14,15
行目でこの入射エネルギーにおける 2 重微分断面積を与えています。各行は 7 行目で決めたエネルギービンに対応しており、各列は 9 行目で決めた角度ビンに対応しています。基本的に、12 行目の生成反応断面積には、13,14,15 行目の微分断面積を積分した量を与えてください。一致しない場合は、生成反応断面積の値を使って規格化されます。16,17,18,19 行目は、入射エネルギーが 100.0MeV の場合の生成反応断面積と 2 重微分断面積です。16 行目の生成反応断面積は 0 にしていますが、この場合、生成反応断面積として、

17,18,19 行目の微分断面積を内挿して積分した値を使用します。
neo をマイナスで指定することで、放出粒子のエネルギーを離散的に与えることができます。この場合、
eout の個数は neo としてください。
neo を 0 にすると、放出粒子のエネルギースペクトルをガウス分布で与えることができます。この場合は、ddx の箇所にガウス分布の平均値と分散の値を MeV で与えてください。
ddx の箇所で、0 の値が並ぶ場合は次のような省略形を利用できます。
0 -9
この例では、0 が合計 10 個並ぶことを意味します。

5.18. [ Importance ] セクション217

5.18 [ Importance ] セクション
このセクションでは、cell の importance を定義します。定義されない領域もしくは粒子は、1.0 にセットされます。
このセクションは、6 つまで定義することができます。書式は、[ I m p o r t a n c e ]part = proton neutron
reg
1
11

imp
1.000000
5.000000( { 2 - 5 } 8 9 )( 11 12 15 )2.000000
3.000000( 6<10[1 0 0]<u=3 )
....
....

6.000000........
........

最初の行に part = の書式で粒子を指定します。省略した時のデフォルトは、part = all で全粒子です。

part = の書式の詳細はタリーの粒子指定と同じ書式です。しかし、指定できるのは ityp としての区別だ
けです。それぞれの原子核などは、個別には指定できません。
領域番号 (reg) と (imp) の順番を変えたいときは、imp reg とします。読み飛ばしコラム用の non も使えます。
同じ値の領域をまとめて書く、( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。また、( 6 < 10[1 0 0] <u=3 ) などの lattice, universe 構造も指定できます。ただし、単一の数字で無い場合は必ず () で括ってください。
階層構造のある場合の importance の指定の仕方は、 各階層の importance の積を最下層の importance とします。ただし、最下層の特定のセルの importance の指定が、上の書式で可能です。この書式を用いればlattice のひとつひとつに 異なる importance を定義することも可能です。上の定義で、同じセルが二重に定義された時は、初めに定義された値が採用されます。
透過性のある粒子に、具体的にはニュートリノですが、importance を強く設定されていると、計算時間が膨大になります。この危険を避けるために、part=all で指定してもニュートリノは省かれていますので、注意して下さい。

5. 各セクションの書式

218

階層のあるセルの importance の指定は、幾つかの書き方が とり得ます。例えば、最下層のセル 5 6 7 が共に上位のセル 11 12 13 に含まれる時、
1:
2:
3:
4:
5:
6:

[ Importance ]reg( 5 6 7 < 11 )( 5 6 7 < 12 )( 5 6 7 < 13 )( 11 12 13 )

imp
2.0
4.0
8.0
1.0

で定義される importance と、
1:
2:
3:
4:
5:
6:

[ Importance ]reg( 5 6 7 )
11
12
13

imp
1.0
2.0
4.0
8.0

は、同じ結果を与えます。ただし、後者の場合、importance のサマリーでセル 5 6 7 の importance の値は、1.0 と表示されます。

5.19. [ Weight Window ] セクション219

5.19 [ Weight Window ] セクション
このセクションでは、ウエイトウインドウを定義します。このセクションは、6 つまで定義することができます。書式は、以下のような形式となります。

[ Weight Window ]mesh =
part =

reg
protonneutroneng =( tim =

55 )
6.00e-7

3.98e-1

1.00e+0

7.00e+05.00e+4

reg
1

ww1
0.010000

ww2
0.100000

ww3
0.00100011( { 2 - 5 } 8 9 )( 11 12 15 )0.005000
0.001000
0.000500

0.050000
0.010000
0.005000

0.000300
0.000100
0.000030( 6<10[1 0 0]<u=3 )....

0.000010........

0.001000........

0.000010........

ww4
0.010000
0.005000

ww5
0.100000
0.050000

0.001000
0.000500

0.010000
0.005000

0.000010........

0.001000........

最初の行に、mesh=reg もしくは xyz を指定してメッシュ型を指定してください。もし mesh の指定を省略した場合は、デフォルトである reg が形状型として選択されます。mesh=xyz を指定した場合は、その後に

x-type, y-type, z-type でメッシュの大きさや数を定義してください。詳しい定義方法は、“6. タリー共通パラメータの書式” を参照してください。その際、x,y,z メッシュの面と cell の面が一致しないようご注意ください。特に、パラメータを使ってジオメトリと xyz メッシュ範囲を連動させている場合はご注意ください。なお、version 3.34 より、[weight window] 及び [t-wwg] の xyz メッシュ最大値・最小値が整数で定義された場合は、その整数から最小値は −1∗deltxyz、最大値は +2∗deltxyz ずらすようにしています。
（FAQ 2.9 参照）。なお、mesh=r-z は定義できませんのでご注意ください。
そして、part =の書式で粒子を指定します。省略した時のデフォルトは、part = all で全粒子です。part=の書式の詳細はタリーの粒子指定と同じ書式です。しかし、指定できるのは ityp としての区別だけです。
それぞれの原子核などは、個別には指定できません。
次に、エネルギーもしくは、時間のメッシュを定義します。eng =もしくは tim =でメッシュの個数を、次行に、メッシュの値 (e1 , e2 , e3 , ....) を定義します。このメッシュ毎のウエイトウインドウの下限値を以下に定義します。各下限値は、ww1, ww2, ww3, .... でエネルギーもしくは時間メッシュを指定します。ここで wwi は、ei−1 < E < ei のメッシュのウインドウ下限値です。e0 = 0, t0 = −∞ を仮定しています。eng =もしくは tim =の定義がない場合は、エネルギーもしくは、時間のメッシュを仮定せず、ひとつの領域とします。この場合は、ww1 だけを定義します。
領域（reg もしくは xyz）は、最初のコラムに固定です。上の例題の様に、ひとつの表に、ww1, ww2, ...

220

5. 各セクションの書式が書き切れない時は、次の表に書き足すことができます。この時、最初の領域（reg や xyz）のコラムは、
省略できます。また、領域の並びは、上の表と同じと仮定しています。読み飛ばしコラム用の non は使えます。

reg のコラム指定する際は、同じ値の領域をまとめて書く ( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。
そして、( 6 < 10[1 0 0] < u=3 ) などの lattice, universe 構造も指定できます。ただし、単一の数字で無い場合は必ず () で括ってください。また、xyz の場合は (ix iy iz) の順番で指定してください。
透過性のある粒子に、具体的にはニュートリノですが、importance を強く設定されていると、計算時間が膨大になります。この危険を避けるために、part=all で指定してもニュートリノは省かれていますので、注意して下さい。

5.20. [ WW Bias ] セクション221

5.20 [ WW Bias ] セクション
このセクションでは、[weight window] で指定したウエイトの下限値に対して、特定の領域にバイア
ス（傾斜）をかけることができます。特に、[t-wwg] を用いて自動的に [weight window] を作成した際、更に特定の領域にウエイト値のバイアスをかけたい場合に利用できます。図 56 に、[weight window] と[ww bias] を組み合わせた輸送計算を実行する際の流れを示しました。最初に [t-wwg] を用いて [weightwindow] を作成します。これで十分な場合は不要ですが、注目しているタリー領域が限定的である場合は、[ww bias] を作成して特定の領域にバイアスをかけることにより、効率的に統計量を増やすことが可能となります。[ww bias] を作成する方法は 2 通りあり、Weight Window Bias Generator (WWBG) である [t-wwbg]を利用して自動的に作成する方法と、本節でご紹介する手動で作成する方法です。[t-wwbg] の利用方法
については、7.17 節 [T-WWBG] セクションをご覧ください。作成した [ww bias] と [weight window] を組み合わせた輸送計算を実行する場合は、[parameters] において icntl=0 および iwwbias=1 としてください。
[ww bias] の作成[weight window] の作成
・[t-wwg] を設定し、通常の輸送

・[t-wwbg] を設定し、サンプリング
計算 (icntl=15) を実行

計算 (icntl=0) を実行（[weight window] の自動作成）（[ww bias] の自動作成）
or・手動で [ww bias] を作成[weight window] と [ww bias] を利用した輸送計算
・[weight window] と [ww bias] を同一のインプットにコピー・[parameters] において icntl=0, iwwbias=1 として PHITS を実行

図 56: [weight window] と [ww bias] を組み合わせた輸送計算の概要。

[ww bias] の書式は、以下の様になります。バイアスをかける予定の [weight window] と同じ粒子、エネルギーメッシュ、領域番号を指定してください。

[ WW Bias ]part = neutron
eng =

2
1e-3

1.0

reg
1
2

wwb1
0.25
0.50

wwb2
0.25
0.50

3
4

1.00
2.00

1.00
2.00

........

........

....

5. 各セクションの書式

222

最初に part=の書式で粒子を指定します。part=all がデフォルトなので、省略した場合は全粒子が対象となります。part=の書式の詳細はタリーの粒子指定と同じです。ただし、指定できるのは ityp としての区別だけです。核種のそれぞれを個別に指定することはできません。次に、エネルギーメッシュを定義します。eng=でメッシュの個数を指定し、その次の行に、メッシュの値 (e1 , e2 , e3 , ...) を定義します。更にその次の行に reg, wwb1, wwb2, ... と記載し、reg の列には領域番号、wwbi の列には各領域にかけたいバイア
スの値を与えます。その際、読み飛ばしコラム用の non が使えます。wwbi は、eng=で指定したエネルギー
メッシュの数だけ用意してください。各 wwbi の列は、エネルギー E が ei−1 < E < ei となる粒子を対象としています。ここで e0 = 0 です。領域番号の指定では、同じ値の領域をまとめて書く ( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。また、( 6 < 10[1 0 0] < u=3 ) などの lattice, universe 構造も指定できます。ただし、単一の数字で無い場合は必ず () で括ってください。

[parameters] において iwwbias=1 とすると、[ww bias] で与えたバイアスの値の逆数が [weight window]
で指定したウエイトの下限値にかかります。この場合、input echo の [weight window] には [ww bias] で定義した値を考慮した結果が書き出され、[ww bias] には off が付きます。もし、[ww bias] が定義されていない場合は、input echo において全ての値が 1 となった [ww bias] が書き出されます。

[ww bias] を用いた計算の 1 例を以下に示します。
例 51: [ww bias] の例題
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:

[ WW Bias ]part = neutroneng = 11.00000E+05
reg
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

wwb1
1/7
1/6
1/5
1/4
1/3
1/2
1
2
3
4
5
6

考慮する粒子は中性子とし、エネルギーメッシュは 100GeV 以下の領域 1 つを指定しています。領域番号 1から 12 に対してバイアスをかけており、領域 7 を中心にして、少ない方には弱く、大きい方には強くバイ
アスをかけています。

5.20. [ WW Bias ] セクション223

図 57(a) が、例題 51 を適用した体系の xz 断面図です。体系には z 軸を中心とした半径 100cm のコンク
リートの円柱が配置されており、 x = 0, y = 0, z = 90cm の点から 14MeV 中性子を等方線源として発生させました。最初に [t-wwg] により [weight window] を作成し、そのウエイト値をそのまま用いて計算して求めた中性子のフルエンス分布が図 57(b)、例題 51 を適用して求めた結果が図 57(c) です。図 (b) を見てわかるように、バイアスをかけずに [weight window] を利用して求めた結果は、z 軸のプラス側とマイナス側に同様に粒子数が広がっています。それに対し、図 (c) では、例題 51 に示す値が示すように、z 軸のプラ
ス側では粒子が増加し、マイナス側では減少しています。このように、マイナス側が重要でなく、プラス
Date = 13:14 16-Aug-2017
File = D:\home\hashimoto\STUDY\houkoku\phits\manual\tex\old-file\WWBG\WWBias\geometry\weight-dose-xz-g.out[t-track] in xyz mesh側の領域について詳細に調べたい場合は、[ww bias] によってバイアスをかけることにより、効率的にシミュレーションを実行することができます。

emin = 1.0000E-10 [MeV]emax = 1.0000E+03 [MeV]ymin = -2.0000E+01 [cm]ymax = 2.0000E+01 [cm]part. = neutron
mset = 1(a) Geometry

100

x [cm]

50

0

1

2

3

4

5

6

8

7

9

10

11

void

12

1

−50

−100

Date = 13:17 16-Aug-2017
File = D:\home\hashimoto\STUDY\houkoku\phits\manual\tex\old-file\WWBG\WWBias\without-bias\weight-dose-xz-n.out
File = D:\home\hashimoto\STUDY\houkoku\phits\manual\tex\old-file\WWBG\WWBias\with-bias\weight-dose-xz-n.out

50100
z [cm]

emin = 1.0000E-10 [MeV]emax = 1.0000E+03 [MeV] (c) With [WW Bias]ymin = -2.0000E+01 [cm]ymax =100
2.0000E+01 [cm]part. = neutron
mset = 1

calculated
by PHITSBias]
2.95(b) Without
[WW

100
10−3
10−4

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

10−6
10−7
10−8

−50

10−3
10−4
10−5

x [cm]

x [cm]

10−5emin = 1.0000E-10 [MeV]emax = 1.0000E+03 [MeV]ymin = -2.0000E+01 [cm]ymax = 2.0000E+01 [cm]part. = neutron
mset = 1

plotted by ANGEL 4.35

50(µSv/h)/(source/sec)

50

Date = 13:17 16-Aug-2017[t-track] in xyz mesh

150

10−6

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

10−7

(µSv/h)/(source/sec)[t-track] in xyz 0mesh

10−8

−50
10−9

10−9

10−10

−100

10−10

0

50

calculated by PHITS 2.95

100
z [cm]

150−100

calculated by PHITS 2.95

050
plotted by ANGEL 4.35

100
z [cm]

150

図 57: (a) 体系の xz 断面図。(b)[ww bias] を適用せずに計算した結果。(c) 例題 51 に示した [ww bias] を適用して計算した結果。

plotted by ANGEL 4.35

5. 各セクションの書式

224

5.21 [ Forced Collisions ] セクション
強制衝突 (forced collisions) は、特定の領域において衝突の確率を人為的に上げて 2 次粒子のタリー効率を上げるために利用します。薄膜ターゲットや厚いターゲットでも衝突断面積が低くほとんどの入射粒子が衝突しない状況において有用となります。強制衝突の領域に入った指定された粒子は、ふたつに分離されます。ひとつはその領域の透過確率をその重みにかけた粒子で、次の領域まで透過させます。もうひとつは、( 1 - 透過確率 ) を乗じた重みを持った粒子で、この強制衝突の領域で強制的に衝突を起こさせます。非荷電粒子の場合、透過確率は入射粒子の断面積に従って計算し、衝突位置は領域内で一様となるように確率的に決定します。一方、荷電粒子の場合は、強制衝突領域をいくつかに分割して各領域でのエネルギー損失と衝突確率を事前に決定し、その確率に従って衝突位置をサンプリングします。その分割数は全ての強制衝突領域で共通で、[parameters] セクションの nfcseg（D=50）で定義します。なお、[forced collisions]を使わない場合の反応確率が約 10%を超えるような場合に [forced collisions] を使うと正しい結果が得られませんのでご注意ください。
強制衝突の領域と強制衝突係数をこのセクションで指定します。定義されない領域の強制衝突係数は、ゼロにセットされます。
このセクションは、6 つまで定義することができます。その書式は、[ Forced Collisions ]part =
reg1

protonneutronfcl
1.00000011( { 2 - 5 } 8 9 )0.500000
0.200000( 11 12 15 )( 6<10[1 0 0]<u=3 )....

0.300000-0.500000........

....

........

最初の行に part = の書式で粒子を指定します。省略した時のデフォルトは、part = all で全粒子です。
ただし、電子、陽電子は強制衝突はできません。part = の書式の詳細はタリーの粒子指定と同じ書式です。
しかし、指定できるのは ityp としての区別だけです。それぞれの原子核などは、個別には指定できません。
領域番号 (reg) と (fcl) の順番を変えたいときは、fcl reg とします。読み飛ばしコラム用の non も使えます。
同じ値の領域をまとめて書く、( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。
また、( 6 < 10[1 0 0] < u=3 ) などの lattice, universe 構造も 指定できます。ただし、単一の数字で無い場合は必ず () で括ってください。

この書式を用いれば lattice のひとつひとつに 異なる forced collision factor を定義することも可能です。上
の定義で、同じセルが二重に定義された時は、初めに定義された値が採用されます。
強制衝突の係数 fcl は次の様な意味を持ちます。まず、ゼロは強制衝突をさせません。|fcl| > 1 はエラーです。|fcl| ≤ 1 の時は、強制衝突の確率を |fcl| 倍します。その分、強制衝突粒子の重みを 1/|fcl| 倍します。
強制衝突領域での多重散乱と weight cutoﬀ との関係では、次のふたつのオプションがあります。fcl < 0の時、強制衝突による生成粒子は通常の衝突をさせます。その時 weight cutoﬀ は行いません。fcl > 0 の時、強制衝突による生成粒子も更に強制衝突をさせます。この時、そのたびに weight cutoﬀ を行います。また、タリーは weight cutoﬀ の前に行います。この関係を良く理解して weight cutoﬀ と強制衝突の係数を決めな5.21. [ Forced Collisions ] セクション225

いと、強制衝突はさせたが出てきた粒子は全て殺されてしまうということもあり得ます。例えば、強制衝突で発生させた 2 次粒子の軌跡や強制衝突領域から離れた場所における粒子の情報をタリーする場合が該当します。この場合、[parameters] セクションにおいてウェイトカットオフ wc1(i) を低く設定する必要があります。

5. 各セクションの書式

226

5.22 [ Repeated Collisions ] セクション繰返し衝突 (repeated collisions) は、非弾性散乱の核反応（重イオン反応を含む核反応モデルを用いた高エネルギー核反応）が起こった時に、核反応のシミュレーションを繰り返し、生成物の統計的揺らぎを平均化する機能です。核反応チャンネルに確率は小さいが生成物の影響が大きい核分裂等があるときに有効です。生成物は繰返しの回数によりそのウェイトを変化させ、生成後は通常のウェイトカットオフ等の機能が有効になります。ただし、生成物のタリーは、ウェイトカットオフ等の処理の前に行われます。
繰返し衝突の領域と繰り返し係数等を以下のように指定します。このセクションは、6 つまで定義することができます。その書式は、[ Repeated Collisions ]part = proton neutron
mother = 2
207Pbemin = 800
emax = 10000

208Pb

reg
66

n-coll50

n-evap
1

67
68

10
10

1
10

最初の行に part=の書式で入射粒子を指定します。省略した時のデフォルトは、part=all で全ての粒子です。指定できる核反応は非弾性散乱の核反応（重イオン反応を含む核反応モデルを用いた高エネルギー核反応）です。核データを用いた核反応等は利用できません。次に、mother で核反応の標的核種を指定します。省略した時は、そのセルの全核種です。まず、個数を指定し、次の行で核種をその個数分指定します。
質量数のない Pb 等の指定も可能です。次の emin と emax で、入射粒子のエネルギー範囲を指定します。省
略した場合は全エネルギー領域が対象となります。次の行は、reg n-coll n-eval です。まず、reg の列
で対象のセルを指定します。次の n-coll では核反応モデルでの繰り返し回数、n-evap では蒸発モデルでの繰り返し回数を指定します。

5.23. [ Volume ] セクション227

5.23 [ Volume ] セクション
このセクションでは、cell の体積 (cm3 ) を定義します。この量は、以下のタリーセクションで用いられます。両者で定義されない領域は、1.0 cm3 にセットされます。書式は、[ V o l u m e ]
reg
1

vol
1.00000011( { 2 - 5 } 8 9 )( 11 12 15 )5.000000
2.000000
3.000000

16....

6.000000........

....

........

同じ値の領域をまとめて書く、( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。ただし、単一の数字で無い
場合は必ず (

) で括ってください。しかし、( 6 < 10[1 0 0] < u=3 ) などの lattice, universe 構造
は、 使えません。タリーで異なる universe でのセルの体積を細かく定義する時は、タリーセクションの中の volume 定義を用いてください。
領域番号 (reg) と体積 (vol) の順番を変えたいときは、 vol reg とします。読み飛ばしコラム用の nonも使えます。

5. 各セクションの書式

228

5.24 [ Multiplier ] セクション
このセクションで定義した係数は、[t-track], [t-cross], [t-point] の multiplier サブセクションで利用することができます。エネルギーの関数として係数を定義し、タリー結果にその係数を乗じます。例えば、任意の線量換算係数を用意し、その値を用いた場合の線量を評価する、といったことに利用できます。
ひとつの [multiplier] セクションにひとつの係数のセットを定義でき、用意できる [multiplier] セ
クションの数の上限は 100 です。書式は以下の様になります。

[ Multiplier ]number = -201
interpolation = log
part = all
ne = 10
20.0
30.0
50.0

2.678
7.020
18.50

100.0
200.0

24.26
16.13

500.0
1000.02000.0

10.51
10.55
10.98

5000.010000.0

12.10
12.45

最初に、この係数をタリーの中で使うときの ID 番号を number で指定します。指定できる ID は、-200 から-299 までの負整数です。対象となる粒子は part で指定します。定義方法は、タリーの part 定義方法と同じで、all も使えます。同じ multiplier ID で様々な粒子に対するデータを定義したい場合は、それぞれの粒子に対して [multiplier] セクションを定義してください。データの内挿方法は interpolation で定義し、log-log 内挿の場合は log, linear-linear 内挿の場合は lin、内挿せず群定数として使う場合は glow も
しくは ghigh と設定します。データ数は ne で指定し、その下に ne の数だけエネルギー点と係数の値をそれぞれ定義します。なお、エネルギー点は昇順で書く必要があり、glow あるいは ghigh の場合は、エネル
ギー点として群の下限あるいは上限値をそれぞれ設定します。

Version 3.03 より、いくつかの ID に対してデフォルトの値が設定されています。それらのデータは、/phits/data/multiplier/フォルダに格納されており、m+‘‘ID の絶対値’’+.inp というファイル名でそれぞれまとめられています（例: ID が-200 の場合は、m200.inp）。設定されているのは線量換算係数データ（単位 pSv·cm2 ）と半導体ソフトエラー発生率（単位は (FIT/Mbit)/(/cm2 /s)）であり、表 98 に各 ID との対応関係をまとめています。このフォルダ内のデータは、ユーザーが自分で追加することも可能です。これらのID をインプットファイルの [multiplier] セクションで再定義した場合は、再定義した値が優先されます。
半導体ソフトエラー発生率を評価するための mutiplier(ID=-299）には、仮想的な素子に対して PHITS とデバイスシミュレーターで評価した中性子 SEU 断面積を格納しています89 。この素子に対するバックグラ
ンドソフトエラー発生率90 はおおよそ 400 FIT/Mbit（2MB の SRAM で 18 年に 1 回ソフトエラーが発生す89 しきい電荷量を 0.6 fC と仮定し，中性子のエネルギー範囲として 1 MeV∼1 GeV を考慮しています。詳細な計算方法は、S. Abe
and Y. Watanabe, IEEE Trans. Nucl. Sci. 61, 3519-3526 (2014)、をご参照ください。
90 東京地表面における宇宙線フラックスを PARMA モデルで計算して推定しています。PARMA モデルは、http://phits.jaea.
go.jp/expacs よりダウンロード可能です。

5.24. [ Multiplier ] セクション

229

る頻度）となります。なお、FIT はソフトエラー率を表す単位で、1 FIT = 1e-9 err / hour です。SEU 断面積
は半導体製品によって異なるため、実在の電子機器のソフトエラー率を正確に算出する目的には使用できません。あくまで一般的な地上環境におけるソフトエラー率との比較や、おおよその目安を把握する目的に使用してください。
表 98: 格納されている換算係数データの一覧

Multiplier ID

格納されているデータ-200

H ∗ (10)91

-201
-202

ICRP60 定義に基づく実効線量（前方照射）92
ICRP103 定義に基づく実効線量（前方照射）93

-203
-204
-210

ICRP103 定義に基づく実効線量（等方照射）93
新しい実用量 H ∗ （全ての照射条件で最大となる実効線量）93
男女平均した実効線量当量（等方照射）94

-211
-212

男性に対する実効線量当量（等方照射）94

-213
-214
-215

男性に対する造血組織線量当量（等方照射）94

-216
-299

女性に対する皮膚線量当量（等方照射）94

5.24.1

女性に対する実効線量当量（等方照射）94
女性に対する造血組織線量当量（等方照射）94
男性に対する皮膚線量当量（等方照射）94
半導体ソフトエラー発生率（等方照射）95

Multiplier サブセクション

定義した係数をタリーで利用する場合は、[t-track], [t-cross], [t-point] の multiplier サブセク
ションを使います。基本的な表式は (Ck) です。C を規格化定数、k を ID 番号（ただし k < 0）として指定します。具体的には、各タリーのセクションにおいて、以下の様な書式で使用します。

multiplier = number of materialpart = neutron
emax = 1000
mat
1

mset1
( 1
-201 )

2
....
....

( 1.2
....
....

mset2
( 2 -202 )-201 ) ( 3 -202 )
....
....
....
....

multiplier =で指定する物質の数を決定します。all も可能ですが、この時は、下の mat の項でも all を用います。part =で係数を乗じる粒子を指定します。6 個まで複数指定可能で、all も利用できます。省略すれば all を指定したことになります。ただし、指定した粒子以外の寄与はゼロになります。emax =で係
91 EXPACS (http://phits.jaea.go.jp/expacs/) よりデータを抜粋。
92 Y. Sakamoto, O. Sato, S. Tsuda, N. Yoshizawa, S. Iwai, S. Tanaka, and Y. Yamaguchi, “Dose conversion coeﬃcients for high-energy
photons, electrons, neutrons and protons”, JAERI-1345, (2003) 他。
93 ICRU Report 95, 2020.
94 ICRP Publication 123, Ann. ICRP 42(4), 2013.
95 S. Abe and Y. Watanabe, IEEE Trans. Nucl. Sci. 61, 3519-3526 (2014).

5. 各セクションの書式

230

数を乗じるエネルギーの上限を設定します。省略した場合は、[multiplier] セクションで指定したエネル
ギーの最大値、もしくはライブラリを使う場合はその上限値がセットされます。それ以上では、その最大値に対する値が入ります。mat が係数を乗じる物質番号です。mset1, mset2 は multiplier セットの指定です。このセットは全部で 6 つまで指定可能で、それぞれのセット毎に結果が出力されます。また、ひとつのタリーセクション内に複数の multiplier サブセクションを指定できます。ただし、その時の multiplier
セットの数は等しくなければなりません。

[multiplier] セクションで定義せずに使用できる係数もあります。k = −1 の場合は 1/weight を乗じ、モンテカルロ粒子の（すなわち、weight を常に 1 とした時の）結果を出力します。k = −2 の場合は 1/velocityを乗じます。k = −120 の場合は、物質の密度を乗じますので、icntl=5 と組み合わせれば領域内の質量が計算できます。また、phits/data/multiplier/フォルダ内にある ID 番号もインプットで定義せずに利用することができます。現在、整備されている ID 番号とデータの種類は表 98 をご参照ください。様々な種類の線量換算係数が格納されています。これらの単位は pSv·cm2 ですので、フルエンスを (/cm2 /sec) に規格化すれば、(pSv/sec) 単位で被ばく線量を推定することができます。なお、重イオンに対する線量換算係数のエネルギー単位は核子あたりの MeV である MeV/n ですので、重イオンによる線量を計算したい場合は[parameters] セクションで iMeVperu=1 と設定してください。
この他、k = −101, −102, −112, −114 でそれぞれ陽子、中性子、電子、光子のセットが選択されます。これらの換算係数は、AP(前方-後方) 照射条件で評価された実効線量換算係数です96 。これらの値は、ID 番号が −201 の換算係数とほぼ同等ですが、単位が (µSv/h)/(n/sec/cm2 ) に規格化されている点が異なりますのでご注意ください。すなわち、フルエンスを (/cm2 /sec) で規格化した場合に、(µSv/h) 単位で被ばく線量を導出するように調整されています。(PHITS ver.2.00 から、線量換算係数のデータの内挿の仕方を linear-linear
から log-log に変えましたので、注意してください。)
また、核データライブラリに含まれる断面積やカーマ係数などを読み込んで乗じることも可能です。その場合は、各 mset の書式が

( C

m

MT1

MT2

... )

のようになります。ここで、C は規格化定数、m は [material] で定義した物質番号、MT1, MT2 は乗じたい係数の MT 番号です。2 つ以上の MT 番号を入力した場合は、基本的にはそれら MT 番号のデータの積が乗せられます。和を乗じたい場合は、加算したい MT 番号を:で繋ぎます。MT 番号とは、核反応の種類毎に決められた番号です。詳細は、https://wwwndc.jaea.go.jp/cgi-bin/ENDFfig?help=yes や

https://www.oecd-nea.org/dbdata/data/manual-endf/endf102.pdf の Appendix B をご覧ください。
その代表的なものを以下に示します。
MT 番号
1
2

説明

:
:

(z,total) 全反応断面積 [barn](z,z0) 弾性散乱断面積 [barn]

3
4

:
:

(z,nonelas.) 非弾性散乱断面積 [barn](z,n) 1 中性子生成断面積 [barn]

16
17
18

:
:
:

(z,2n) 2 中性子生成断面積 [barn](z,3n) 3 中性子生成断面積 [barn](z,fission) 核分裂断面積 [barn]

22
27
28

:
:
:

(z,nα) 中性子・α 粒子生成断面積 [barn](z,abs) 吸収断面積 [barn](z,np) 中性子・陽子生成断面積 [barn]

96 Y. Sakamoto, O. Sato, S. Tsuda, N. Yoshizawa, S. Iwai, S. Tanaka, and Y. Yamaguchi, ”Dose conversion coeﬃcients for high-energy

photons, electrons, neutrons and protons”, JAERI-1345, (2003)

5.24. [ Multiplier ] セクション

102:(z,γ) γ 線生成捕獲断面積 [barn]

103
104

:
:

(z,p) 1 陽子生成断面積 [barn](z,d) 1 重陽子生成断面積 [barn]

105
106
107

:
:
:

(z,t) 1 三重陽子生成断面積 [barn](z,3 He) 13 He 生成断面積 [barn](z,α) 1α 粒子生成断面積 [barn]

108
109

:
:

(z,2α) 2α 粒子生成断面積 [barn](z,3α) 3α 粒子生成断面積 [barn]

231

ただし、part=neutron の結果に対して、MT=103 のような荷電粒子を生成する反応の断面積を乗じる場
合は、[parameters] において e-mode> 0 としてください。
また、MT 番号の箇所に負値の特殊番号を入力することにより、下記に示す係数を乗じることも可能です。
中性子の場合
特殊番号

説明

−1
−2

:
:

−3
−4

:
:

熱補正しない弾性散乱断面積 [barn]

−5
−6
−7

:
:
:

γ 線生成断面積 [barn]
全核分裂断面積 [barn]
核分裂による平均中性子放出数 ν [個/fission]

−8
光子の場合
特殊番号

:

核分裂による平均発熱量 Q [MeV/fission]

−1
−2

:
:

コンプトン散乱（incoherent scattering）断面積 [barn]

−3
−4
−5

:
:
:

光電効果断面積 [barn]
全反応断面積 [barn]−6:反応あたりの平均発熱量 [MeV/collision]

熱補正しない全断面積 [barn]
吸収断面積 [barn]
反応あたりの平均発熱量 [MeV/collision]

説明
レイリー散乱（coherent scattering）断面積 [barn]
電子対生成断面積 [barn]

以下、mset の例題をいくつか示します。

• (100.0 5 1): 物質番号 5 番の全反応断面積を 100 倍して乗じる• (1.0 3 1 −4): 物質番号 3 番の中性子に対するカーマ係数（全反応断面積 x 平均発熱量）を乗じる• (1.0 4 −5 −6): 物質番号 4 番の光子に対するカーマ係数を乗じる（part=photon の場合）
• (1.0 5 4:16:17): 物質番号 5 番の (n,n),(n,2n),(n,3n) 反応断面積の和を乗じる• (1.0 1 1 −4:−6 −8): 物質番号 1 番のカーマ係数（全反応断面積 x 平均発熱量）と核分裂生成熱（核分裂断面積 x Q 値）の和を乗じる。[Cell] の定義と同じく、積が和よりも優先されるため (1 −4):(−6−8) と解釈されます。
実際に利用された multiplier の数値が知りたい場合は、multiplier サブセクションにおいて mtinfo=1と定義してください。そのタリーの出力ファイルに multiplier の数値が [multiplier] セクション形式で出力されます。

5. 各セクションの書式

2325.25 [ Mat Name Color ] セクション
このセクションでは、gshow タリー、3dshow タリーで領域を表示する時の、物質番号毎に物質の名前と色、表示の文字の大きさを指定します。デフォルトは、名前は物質番号、色は物質の出現順に割り振ります。書式は、[ Mat Name Color ]
mat

name

size

color

0
1
2

void
air
{mat 2}

1
0.5
2

lightgrayyellowgreen
orangeyellow

3{ 4 - 7 }{mat 3}Fe

2
3{ 0.067 0.600 1.00 }mossgreen

....
....

........
........

物質番号 (mat) と (name size color) の順番を変えたいときは、mat color size name の様に定義行で変えます。読み飛ばしコラム用の non も使えます。name color の何れかが定義されなければなりません。省
略された場合は、デフォルトと見なされます。同じ名前、色の物質をまとめて書く、{ 4 - 7 } という書式も使えます。ただし、( { 4 - 7 } 9 10 ) という表式は使えません。文字の大きさは、デフォルトを 1 とした相対値で指定します。
名前に空白が入る時は、{ } で括ってください。また、名前の中で括弧 (, ) を使うときは、Y(, Y) としてください。名前の中で括弧 {, } は使えません。ただし、Y{, Y} とすることで、LaTeX 表記による上付きや下付き文字を使用できます。例えば、ˆY{ 208 Y}Pb とすると、208 Pb と表示されます。名前として定義できる文字数の上限は 80 です。

[cell] セクションにおいて同一の物質番号で密度の違う領域を複数定義した場合、デフォルト設定(matadd=1) では、最初のもの以外の密度の物質に対して新しい物質番号を付与します。この番号は、file(6)(D=phits.out) の [material] セクションに出力されるので、その値を mat としてご使用ください。また、[parameters] セクションにおいて matadd=0 とすることで、同じ物質番号が割り振られるようになりま
すが、この機能は本セクションで指定する物質番号には影響がありません。この番号は file(6) の最初にWarning として出力されますので、その値をご参照ください。
色の指定は、AN GE L の書式に準じます。記号 ( r bbb yy )、名前 ( red orange blue )、また、HSB 数値

H(色相) S (彩度) B(明度) で指定できます。HSB 数値指定の時は { } で括ってください。HSB 数値が 1 個しか指定されない場合は、彩度、明度は 1 に設定されます。
次頁に、色指定の記号、名前、HSB 数値の表を示します。なお、名前の入力は小文字で行ってください。

5.25. [ Mat Name Color ] セクション

表 99: グレースケール

ÿÿ HSBH
−1.0
−0.8
−0.6
−0.4
−0.2
−0.0

W
O
K
J
F
E

ÿÿ

ÿÿ

white
lightgraygraydarkgraymatblackblack

表 100: 記号による色指定

ÿÿ HSBH
R
RR
RRR
Y
YY
YYY
G
GG
GGG
C
CC
CCC
B
BB
BBB

1.000
0.933
0.867
0.800
0.733
0.667
0.600
0.533
0.467
0.400
0.333
0.267
0.200
0.133
0.067

ÿÿ ÿÿ
red
orange−yellow
−
−
green
−
−
cyan
−
−
blue
violetmagenta233

表 101: 名前、数値による色指定

ÿÿdarkredredpinkpastelpink
orangebrown
darkbrown
pastelbrownorangeyellow
camel
pastelyellow
yellow
pastelgreen
yellowgreen
green
darkgreenmossgreen
bluegreen
pastelcyan
pastelblue
cyan
cyanblue
blue
violetpurplemagentawineredpastelmagenta
pastelpurple
pastelviolet

ÿÿ

H

HSB
1.000 1.000 0.600
1.000 1.000 1.000
1.00 0.500 1.000
0.900 0.500 1.000
0.933 1.000 1.000
0.900 1.000 0.500
0.900 1.000 0.300
0.900 0.600 0.500
0.867 1.000 1.000
0.800 0.700 0.700
0.800 0.700 1.000
0.800 1.000 1.000
0.700 0.600 1.000
0.700 1.000 1.000
0.600 1.000 1.000
0.600 1.000 0.600
0.500 1.000 0.300
0.500 1.000 1.000
0.400 0.400 1.000
0.250 0.400 1.000
0.400 1.000 1.000
0.400 1.000 0.500
0.200 1.000 1.000
0.133 1.000 1.000
0.100 1.000 0.500
0.067 1.000 1.000
0.002 0.800 0.700
0.067 0.600 1.000
0.100 0.400 0.500
0.133 0.400 1.000

5. 各セクションの書式

234

5.26 [ Reg Name ] セクション
このセクションでは、[t-gshow]、[t-rshow]、[t-3dshow] で出力されるセル番号（数字）の表示を任意の名前に変更し、またその文字の大きさも変更できます。 他のタリーで gshow や rshow オプションを使用した場合の出力結果にも反映されます。 書式は、

[ Reg Name ]
reg

name

size

1
2
3

cover
body
{cell 2}

1
0.5
2

4
{ 5 - 8 }{cell 3}
tube

2
3

....
....

........
........

です。セル番号 (reg) と名前 (name) や文字の大きさ (size) の順番を変えたいときは、reg size name の様に定義行で変えます。読み飛ばしコラム用の non も使えます。name と size の何れかが定義されなければなりません。省略された場合は、デフォルトと見なされます。セル番号をまとめる { 4 - 7 } という書式も使えます。ただし、( { 4 - 7 } 9 10 ) という表式は使えません。名前に空白が入る時は、{ } で括ってください。名前の中で括弧 {, } を表示することはできませんが、Y{ Y} とすることで、LaTeX 表記による
上付きや下付き文字を使用できます。例えば、ˆY{ 208 Y}Pb とすると、208 Pb と表示されます。名前の中で括弧 (, ) を使うときは、それぞれ Y(, Y) としてください。また、名前として定義できる文字数の上限は80 です。文字の大きさは、デフォルトを 1 とした相対値で指定します。

5.27. [ Counter ] セクション235

5.27 [ Counter ] セクション
このセクションでは、タリーで用いるカウンターの設定をします。カウンターは 3 つ用意され、それぞれのカウンターで領域ごとに、その動作を定義します。カウンターの動作契機は大きく分けると 5 つあり、領域に入った時 (in)、領域を出た時 (out)、境界で反射を起こした時 (ref)、反応を起こした時 (coll)、ndata によるタリーが行われた時 (ndata) です。それぞれに、カウンターの進度 (-9999∼9999)、もしくは、ゼロセット(10000) を定義できます。カウンターは粒子に付随して、散乱によって生成される粒子は、親のカウンターを引き継ぎます。カウンターの容量は、-9999 から 9999 まででそれ以下、以上になる時は変化しません。カ
ウンターは、part = を使って粒子毎に指定できます。また、*part = とすれば、カウンターを動作させない粒子を指定できます。
書式は以下のようになります。、[ C o u n t e r ]counter = 1
part = neutron proton
reg
in
out
coll
1
11

1
1

10000
10000

ref

0
0

0
0

counter = 2*part = proton deuteron triton 3he alpha nucleus
reg
in
out
coll
( { 2 - 5 } 8 9 )counter = 3
part = 208Pb
reg( 11 12 15 )

-1

1

coll
5

( 6<10[1 0 0]<u=3 )....
........
....

0

100

........

読み飛ばしコラム用の non も使えます。in out colls ref の内、少なくともひとつは定義されなければなりません。省略された場合は、ゼロ、つまりカウントなしと見なされます。数字は、カウンターの進度を表します。この数だけカウンターに加えられます。10000 は、ゼロセットを意味します。ソース粒子のカ
ウンター初期値はゼロです。
同じ値の領域をまとめて書く、( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。また、( 6 < 10[1 0 0] <u=3 ) などの lattice, universe 構造も指定できます。ただし、単一の数字で無い場合は必ず () で括ってください。universe を使って体系を作成した際は、「universe を入れ込む枠のセル番号」ではなく、「univese内で定義しているセル番号」を指定して下さい。

part=での粒子指定では、粒子は 20 個まで指定できます。原子核は、208Pb のように質量数を指定すればその核、Pb のように質量数を指定しなければ、Pb の同位体全体を指定することになります。

5. 各セクションの書式

236

バージョン 2.90 以降、反応を起こした時 (coll) に属するイベントを細かく分類し、カウンターの動作契
機を増やしました。まず、coll は、原子核反応を起こした時 (nucl)、原子相互作用により粒子を生成した
時 (atom)、崩壊を起こした時 (dcay) の 3 つに分類されます。そして、nucl と atom は更にそれぞれ 3 つと

10 つに分かれます。表 102 に coll) に属する各種のイベントを示します。これらの反応イベントを詳細に分析したい場合は、カウンターの動作契機として各反応のキーワードを指定してください。ただし、例えば、coll と nucl を同時に指定した場合は、重複してカウントされますので、ご注意ください。

fiss を設定すると、散乱（核反応）が起こり、更に核反応として核分裂が起こった時だけカウンターが呼ばれます。核分裂が起こったかどうかの判定は、核データを使う時は核データの fission チャンネルが選択された時、反応モデルを使う時は統計崩壊過程において fission チャンネルが選ばれた時です。
表 102: coll に属するイベントの分類
相互作用

反応イベント

原子核反応を起こした時。

nucl
elst
iels

弾性散乱を起こした時。

fiss

核分裂を起こした時。

非弾性散乱を起こした時。
原子相互作用により粒子を生成した時。

atom

dcay

説明

delt

デルタ線を生成した時。

knoe
fluo
auge

電子と陽電子による knock on electron 生成が起こった時。

brem
phel

制動放射を起こした時。

cmpt
pprd
anih

コンプトン散乱を起こした時。

rayl

レイリー散乱を起こした時。

蛍光 X 線を生成した時。

Auger 電子を生成した時。
光電効果を起こした時。
電子陽電子対を生成した時。
陽電子が消失した時。
崩壊を起こした時。

動作契機として ndata を設定すると、[t-yield] や [t-dchain] において ndata=2,3 とした場合に、
ユーザー定義反応データを参照してタリーした時にカウンター値が変わります。これにより、生成量の 2 重
カウントを避けることができます。ndata オプションを使用した [t-yield] や [t-dchain] では、核反応モデル等で評価された生成量の代わりにユーザー定義反応データによる評価値がタリーされます。しかし、核反応モデル等で生成された 2 次粒子はその後も輸送計算の対象となるため、場合によっては、その 2 次粒子の寄与もタリーされて 2 重カウントとなります。そこで例えば、ndata のカウンター値を 1 とし、タリーにおいて ctmax(i)=0,(i=1,2,3) とすることで、1 度タリーされた粒子の寄与が制限されて、2 重カ
ウントを避けることが可能となります。

5.28. [ Timer ] セクション237

5.28 [ Timer ] セクション
このセクションでは、各粒子が持っている時計のリセット、ストップをコントロールします。タイマーは、領域ごとに、その動作を定義します。タイマーの動作契機は 4 つあり、領域に入った時、領域を出た時、散乱を起こした時、境界で反射を起こした時です。それぞれに、ゼロリセット (-1)、ストップ (1)、何もしな
い (0) の動作が定義できます。書式は、[ T i m e r ]
reg
1
11

in
0
1

out
-1
0

coll
0
0

ref
0
0

....
....

....
....

....
....

....
....

....
....

....

....

....

....

....

領域番号 (reg) と (in out coll ref) の順番を変えたいときは、 reg coll in out ref の様に定義行で変えます。読み飛ばしコラム用の non も使えます。in out coll ref の内、少なくともひとつは定義されなければなりません。省略された場合は、ゼロ、つまり何もしません。
同じ値の領域をまとめて書く、( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式も使えます。また、( 6 < 10[1 0 0] <u=3 ) などの lattice, universe 構造も 指定できます。ただし、単一の数字で無い場合は必ず (てください。

) で括っ5. 各セクションの書式

238

5.29 [User Defined Interaction], [User Defined Particle] セクション
このセクションは、ユーザーが定義した相互作用または粒子を利用するためのセクションです。/phits/src/
フォルダに関連する以下の 3 種類のファイルがあります：(1) udm_int_<NAME>.f90
ユーザーが定義した相互作用の情報（断面積など）が書かれたモジュールが定義されたソースファイ
ル。ファイル名の <NAME> の部分は、ユーザーが任意に決められます。udm_int_sample.f90 は初めから /phits/src/ フォルダに入っています。このサンプル・ソースでは、100 MeV 以上の電子または陽電子が、原子番号 Z の物質と Z × 10−6 barn の断面積で相互作用し、ユーザー定義粒子を 1 つ放出します。

(2) udm_part_<NAME>.f90
ユーザーが定義した粒子の情報（質量、寿命、分岐比など）が書かれたモジュールが定義されたソースファイル。ファイル名の <NAME> の部分は、ユーザーが任意に決められます。udm_part_sample.f90
は初めから /phits/src/ フォルダに入っています。このサンプルコードでは、電子ニュートリノに崩壊するユーザー定義粒子を定義します。その質量と寿命はインプットファイルで指定できます。

(3) udm_manager.f90
使用するモジュールを指定するファイル。
設定可能なユーザー定義粒子の kf-code 値の範囲は 900000 ≤ kf ≤ 999999 または −999999 ≤ kf ≤ −900000です。
詳細は "/phits/utility/UserDefinedModel/readme-jp.pdf" を参照してください。
以下は、[User Defined Interaction] の入力例です。

[ User Defined Interaction ]number = 1$ NameBias
Parameters
my_interaction

1.0e+5900000

この入力例は、初めから入っている udm_int_sample.f90 を動かすためのインプットファイルです。
第 1、2 引数は、使用するモジュールの Name とバイアス値を入力します。例えば、my_interaction は、

udm_int_sample.f90 で定義されている udm_int_sample モジュールの Name 変数に代入された文字列と同じものです。バイアスの値を 1 以上にすることで、断面積の小さいプロセスの発生頻度を上げることができます。その場合、発生粒子の重みは自動で調整されるため、平均的な最終結果はバイアスの値に依りません。第 3 引数では 0 個以上のパラメータ値を入力できます。使用するパラメータの個数や意味は、使用するソースファイルに依存します。udm_int_sample モジュールの場合、パラメータ値の 1 番目は、生成する
ユーザー定義粒子の kf-code 値です。

5.29. [User Defined Interaction], [User Defined Particle] セクション239

以下は、[User Defined Particle] の入力例です。

[ User Defined Particle ]number = 1$ NamekfcodeParameters

my_particle

9000001.0 1e-8

この入力例は、初めから入っている udm_part_sample.f90 を動かすためのインプットファイルです。
第 1、2 引数は、使用するモジュールの Name と、このファイルで扱う粒子の kf-code 値を入力します。例えば、my_particle は、udm_part_sample.f90 で定義されている udm_part_sample モジュールの Name 変数に代入された文字列と同じものです。
第 3 引数では 0 個以上のパラメータ値を入力できます。使用するパラメータの個数や意味は、使用する
ソースファイルに依存します。udm_part_sample モジュールの場合、パラメータ値の 1、2 番目は、ユー
ザー定義粒子の質量 (MeV) と寿命 (秒) です。udm_part_<NAME>.f90 ファイルはユーザー定義粒子だけでなく、既存の粒子の性質（寿命や分岐比）を変更することもできます。

6. タリーセクションの共通書式

240

タリーセクションの共通書式

6

タリーセクションには、以下のセクションがあります。
表 103: タリーセクションの種類

name

説明

[t-track]

粒子の飛跡長 (track length) やフルエンスを導出するタリー。

[t-cross]

粒子の面横断回数やフルエンスを導出するタリー。

[t-point]

ある点や線上のフルエンスを導出するタリー。

[t-deposit]

物質におけるエネルギー付与を導出するタリー。

[t-deposit2]

2 つの領域でのエネルギー付与の相関を出力するタリー。

[t-heat]

物質におけるエネルギー付与を導出するタリー。（非推奨97 ）[t-yield]

残留核の生成量を導出するタリー。

[t-product]

線源や核反応による生成粒子を導出するタリー。

[t-dpa]原子あたりのはじき出し数 (DPA) を導出するタリー。

[t-let]LET の関数として飛跡長や線量を導出するタリー。

[t-sed]微小領域におけるエネルギー付与分布を導出するタリー。

[t-time]Energy cut oﬀ と escape 粒子の個数を導出するタリー。

[t-interact]（従来の [t-star]）

反応数を導出するタリー。

[t-dchain]

DCHAIN 用入力ファイルを作成するタリー。

[t-wwg][weight window] のパラメータを出力するタリー。

[t-wwbg][ww bias] のパラメータを出力するタリー。

[t-volume]

体積自動計算機能のためのタリー。

[t-userdefined]

ユーザー定義による任意の物理量を導出するタリー。

[t-gshow]

ジオメトリ（仮想空間）を 2 次元で表示するタリー。

[t-rshow]

ジオメトリを 2 次元で物理量による色分けをして表示するタリー。

[t-3dshow]

ジオメトリを 3 次元で表示するタリー。

本節では、これらのタリーセクションで共通に使われるパラメータの定義の仕方を説明します。

6.1

メッシュ型

上に示した各タリーでは、データを収集する幾何形状の種類として、領域メッシュ(reg)、r-z メッシュ(r-z)、xyz メッシュ(xyz) が使えます。また、[t-track]、[t-desposit]、[t-yield]、[t-product]、[t-dpa]、[t-dchain] でのみ使用可能な四面体メッシュ(tet) があります。
タリーセクションにおいてはこれらのメッシュを 1 つ指定する必要があり、次のような形式で指定します。

mesh = reg

97 バージョン 3.04 までは [t-deposit] によるカーマ近似計算ができなかったため、この計算が可能な [t-heat] との使い分けを行っていました。

6.1. メッシュ型

6.1.1

241

領域メッシュ

領域メッシュの場合、mesh=reg とした次の行に reg=としてタリーするセル番号を指定します。

mesh = reg
reg = 1 2 { 3 - 5 } all

複数のセル番号は空白区切りで指定します。また、{ n1 - n2 } の表式により、n1 から n2 までのセル
番号を一度に指定することができます。上の例ではセル番号 3 から 5 のそれぞれを指定しており、3 4 5 とした場合と同じ意味になります。他に、all とすることで定義した全てのセル番号を個別に指定できます。
幾つかのセル番号をまとめたい時は () を用います。

mesh = reg
reg = ( 1 2 )( all )

( { 3 - 5 } )( 1 2 ) により、セル番号 1 と 2 の結果を合わせた値を出力します。また、( { 3 - 5 } ) により、セル
番号 3,4,5 の結果を一つに合計した値を出力します。ただし、( n1 - n2 ) の表記は使用できないのでご注意ください。他に、(all) とすると、全てのセル番号の結果を合計した値を出力します。これらの複数のセル番号をまとめた領域には、1000001 より始まる識別番号が PHITS 内部で割り当てられます。この識別番号はタリーの出力ファイルの最初の部分にエコーとして書き出され、次節で説明する volume サブセク
ションで適切な体積を与える際に使用されます。

Universe や lattice の機能を使用して計算体系（ジオメトリ）を定義した場合は、複数の空間 (universe)
を入れ子にした階層構造となります。階層は<で表し、次のような形式でタリーする領域を指定します。

mesh = reg
reg = ( 301 < 101[0 0 0] )階層構造を含む領域を指定する際は、必ず () で囲まなくてはなりません。この例は [cell] セクションにある例 37 の体系を参照しており、‘‘セル番号 101 の lattice 座標 (0, 0, 0) に含まれているセル番号

301 の領域’’ という意味を表しています。セル番号 101 の後ろにある [] によりタリーの対象とする]にlattice 座標を指定します。
（Lattice 座標については 5.6.4 節をご参照ください。）これにより、[ある座標を変更することで、別の lattice 座標に含まれているセル番号 301 の領域を指定することができます。個別に幾つか指定する時はコンマを用い、101[-1 -1 0, 1 -1 0, 0 0 0] のように書きます。また、

101[-1:1 -1:1 0] の様に指定した場合は、lattice 座標 (i, j, k) で表現した −1 ≤ i ≤ 1, −1 ≤ j ≤ 1, k = 0の範囲に含まれる 3 × 3 × 1 = 9 個の lattice を意味します。この場合、9 個タリー結果を分けて出力するのでご注意ください。もし、一つにまとめた結果を求める場合は、( 301 < (101[-1:1 -1:1 0]) ) と記載してください。ひとつの階層の中で () を用いると、それは括弧内の領域をまとめることを意味します。他に、( u=3 < 101[0 0 0] ) と指定すると、u=3 に含まれる全てのセル番号が展開されます。例えば、u=3 に含まれるセル番号が 301 と 302 の場合、この指定方法は reg= ( 301 < 101[0 0 0] ) ( 302< 101[0 0 0] ) と書いた場合と同じになります。なお、階層構造をもつ場合も reg=all が使用できます
が、最下層でないセルは除かれます。

6. タリーセクションの共通書式

242

階層構造の領域と体積の定義

6.1.2

次の例題を見てみましょう。
例 52:
1:
2:
3:
4:
5:
6:

mesh = reg の例題 (1)mesh = reg
reg = (all)({ 201 - 205 })( 161 < 160[1:2 3:6 1:1] )( (201 202 203 204) < (161 162 163 ) )( ( 90 100 ) 120 < 61 ( 62 63 ) )このメッシュ定義文をタリーで用いてエコーを取ると次のものが得られます。
例 53:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:

mesh = reg の例題 (2)mesh = reg# mesh type is region-wise
reg = ( all ) ( { 201 - 205 } ) ( 161 < 160[ 1:2 3:6 1:1 ] ) ( ({ 201 - 204 } ) < ( { 161 - 163 } ) ) ( ( 90 100 ) 120 < 61
( 62 63 ) )volume# combined, lattice or level structure
non
reg
vol
# reg definition
1 100018.1000E+01 # ( all )2 100025.0000E+00 # ( { 201 - 205 } )3 100031.0000E+00 # ( 161 < 160[ 1 3 1 ] )4 10004
1.0000E+00 # ( 161 < 160[ 2 3 1 ] )5 10005
1.0000E+00 # ( 161 < 160[ 1 4 1 ] )6 10006
1.0000E+00 # ( 161 < 160[ 2 4 1 ] )7 100071.0000E+00 # ( 161 < 160[ 1 5 1 ] )8 10008
1.0000E+00 # ( 161 < 160[ 2 5 1 ] )9 10009
1.0000E+00 # ( 161 < 160[ 1 6 1 ] )10 10010
1.0000E+00 # ( 161 < 160[ 2 6 1 ] )11 10011
4.0000E+00 # ( ( { 201 - 204 } ) < ( { 161 - 163 } ) )12 10012
2.0000E+00 # ( ( 90 100 ) < 61 )13 10013
1.0000E+00 # ( 120 < 61 )14 10014
2.0000E+00 # ( ( 90 100 ) < ( 62 63 ) )15 10015
1.0000E+00 # ( 120 < ( 62 63 ) )入力では 5 つの領域の様に見えますが、エコーを見るとタリーを取る領域として 15 の領域が定義されていることが分かります。それぞれ単一の領域番号で表されないので、新たに 10000 番台の番号を付けてその体積と領域の定義文がエコーされます。この場合、[volume] セクションが無いので各セルの体積は 1 と定義されています。
まず、( all ) は、この例題では 81 個の最下層のセルが定義されているので、この領域の体積は 81 となっています。もし最下層のセルの体積が正確に [volume] セクションで 定義されていれば、この領域の体積は入力しなくても正確に与えられます。次に ({ 201 - 205 }) は、201 から 205 までの領域をまとめたものですから、体積として 5 がエコーされています。これも [volume] セクションで正確に体積が 定義
されていれば、この領域の体積は入力しなくてもかまいません。
次に、( 161 < 160[1:2 3:6 1:1] ) ですが、これは、160 の領域の中に 161 の領域が lattice として組まれています。ここでは、lattice 座標の i に関して 1 から 2、 j に関して 3 から 6、k に関して 1 の各

lattice に含まれているセル番号 161 の計 8 個の領域でタリーを取ることを意味します。エコーでは、最下層の領域の数 1 が体積としてエコーされています。この様な場合は、次に示す volume サブセクションで体積を与えなければなりません。
次は、( (201 202 203 204) < (161 162 163 ) ) ですが、これは、各階層に幾つかの領域が記述されていますが、全て括弧で括られてひとつの領域にされているので、全体としてもひとつの領域を表します。
エコーの体積は、最下層の領域の和としているので正しくはありません。これも volume サブセクションで与えなければなりません。

6.1. メッシュ型

243

最後の ( ( 90 100 ) 120 < 61 ( 62 63 ) ) は、各階層に 2 つずつ独立な領域があるので計 4 個の領域に分割されます。それぞれの体積はやはり volume サブセクションで与える必要があります。

Volume サブセクションは、インプットエコーの書式をそのまま使えます。書式は、mesh = reg
reg = 1 2 3 4 ( 5 < 12 ) ( {13 - 17} )volumereg
vol1
2

1.00005.00003
410001

6.00001.00006.000010002

5.0000

上の例題では、reg として、1 から 4 まではそのまま、( 5 < 12 ) ( {13 - 17} ) は、10001 と 10002 を用います。この番号は、一度インプットエコーを取ると得られます。上の例題より分かるように、インプッ
トエコーの部分をそのままコピーし、体積の値だけを変更すれば済みます。
領域番号 (reg) と体積 (vol) の順番を変えたいときは、 vol regとします。読み飛ばしコラム用のnon も使えます。インプットエコーでは、non として通し番号が付けられています。axis = reg の時のタリーの出力の際にはこの番号が X 軸の値として出力されます。

6.1.3

r-z メッシュ

r-z スコアリングメッシュの場合、まず、円柱の中心軸の x, y 座標のオフセットを

mesh = r-zx0 = 1.0y0 = 2.0の書式で定義します。これは省略可能でデフォルト値はゼロです。
次に、

mesh
= r-z
r-type = [1-5]..........
..........
z-type = [1-5]..........
..........

6. タリーセクションの共通書式

244で始まる各サブセクションによって r と z とのメッシュを定義します。メッシュ定義文は後述します。

[t-track] タリーに関しては、既存の r, z メッシュに加え、θ メッシュを指定することができます。ここで、r, θ, z はそれぞれ円柱座標系における

r:

円の半径

θ: 円面における角度
z: 円柱の中心軸上の位置であり、θ を定義する方位角の基線は x 軸です。[t-track] において θ に関するメッシュを指定する際は、
a-type を用いてください。a-type=1,2,-1,-2 のタイプがありますが、これらの数字が正の場合は角度の単位を余弦で与え、負の場合は degree 単位で与えることになります。ただし、円柱の定義であるので、0度から 360 度までしか指定できません。また、角度のメッシュを加えたことにより、角度を横軸にして出力できるようになりました。そのために axis として、rad と deg を指定できます。rad は radian で、deg
は degree の単位で出力します。

6.1.4

xyz メッシュ

xyz スコアリングメッシュの場合、

mesh

= xyz

x-type = [1-5]..........
..........
y-type = [1-5]..........
..........
z-type = [1-5]..........
..........

で始まる各サブセクションによって x, y, z のメッシュを定義します。サブセクションの記載方法は後述
します。

6.1.5

四面体メッシュ連続四面体（四面体メッシュ）形状 5.6.5.4 を使用している場合にのみ有効で、この体系内の各四面体で物
理量をタリーすることができます。但し、現状では [t-track]、[t-deposit]、[t-yield]、[t-product]、[t-dpa] でのみ使用可能です。書式は、

mesh

= tet

reg

= 100

のように mesh の指定の次の行で領域番号 (reg) を指定します。ここで領域番号として、連続四面体形状を収めた直方体領域を指定してください。こうすることで、この直方体領域に定義した全ての四面体に対し

6.2. エネルギーメッシュ

245て、個別に物理量がタリーされます。一部の四面体のみを抽出したり合計を求めたりすることは、四面体メッシュではできません。代わりに領域メッシュ(mesh=reg) で四面体要素の Univese を構成するセルを指定することにより、一部の目的を達することができます。また、四面体の一部をくり抜いて使用している
場合、四面体の体積を自動で計算しているため、正しい物理量が導出されない恐れがあります。この場合も領域メッシュ(mesh=reg) を使用して回避してください。

6.2

エネルギーメッシュ

タリーのエネルギーメッシュは

e-type = [1-5]..........
..........

で始まる e-type サブセクションによって定義します。単位は MeV（iMeVperU=1 の場合は MeV/n)。[t-deposit2]
では、e1-type, e2-type で二つのエネルギーメッシュを定義します。サブセクションの記載方法は後述
します。

6.3

LET メッシュ

タリーの LET メッシュは

l-type = [1-5]..........
..........

で始まる l-type サブセクションによって定義します。単位は keV/um。サブセクションの記載方法は後述
します。

6.4

時間メッシュ

タリーの時間メッシュは

t-type = [1-5]..........
..........

で始まる t-type サブセクションによって定義します。単位は nsec です。サブセクションの記載方法は後述します。

6. タリーセクションの共通書式

246

6.5

角度メッシュ

cross, product タリーで用いる角度メッシュは

a-type = [1, 2, -1, -2]..........
..........

で始まる a-type サブセクションによって定義します。この定義により、余弦 (cos) もしくは角度 (degree)を定義します。a-type を正で定義したときは余弦 (cos)、負で定義したときは角度 (degree) を表します。
サブセクションの記載方法は後述します。

6.6. メッシュの定義方法

6.6

247

メッシュの定義方法

e-type, t-type, x-type, y-type, z-type, r-type, a-type, l-type で始まる 8 種類のサブセク
ションを記載することで、各メッシュを定義します。最初の一文字を除くと全て共通なので、ここでは e-typeを例に解説します。ne を nx, ny, nz, ...、emin を xmin, ymin, zmin, ...、の様に読み換えてください。
定義したメッシュの最小のビンに emin の値自身は含まれます。一方、最大のビンに emax の値自身は含
まれません。

6.6.1

メッシュタイプ

メッシュの指定の仕方は 5 種類あり、それを e-type = [1-5] で指定します。1 から 5 番までのそれ
ぞれのメッシュタイプは以下のようなもです。
表 104: メッシュタイプ
メッシュタイプ

内容

1

群数、分点をデータで与える。

2

群数と最小値、最大値を与え、線形で等分点が与えられる。

3

群数と最小値、最大値を与え、対数で等分点が与えられる。

4

メッシュ幅と最小値、最大値を与え、線形で等分点が与えられる。このとき、分点の最大値は与えた最大値もしくは最大値を超える最小の値となるように群数が決定される

5

最小値、最大値、メッシュ幅の対数値とを与え、対数で等分点が与えられる。
このとき、分点の最大値は与えた最大値もしくは最大値を超える最小の値となるように群数が決定される

ただし、a-type 即ち、角度のメッシュでは、1, 2 (-1, -2) のメッシュタイプしか使えません。

[t-cross] で z-type=1 とした場合のみ、群数 nz を 0 としてデータ点を 1 つだけ指定することが可能です。この場合、z =（データ点）とする面のみがタリー面として設定されます。
以下に、それぞれのメッシュタイプのデータの定義の書式を示します。

6.6.2

e-type = 1 の場合

書式は、

e-type = 1
ne = number of groupdata(1) data(2) data(3) data(4)data(5) data(6) data(7) data(8).........
.........
data(ne+1)

6. タリーセクションの共通書式248です。この際、継続行のシンボル無しに複数行にまたがっても自動判別します。

6.6.3

e-type = 2, 3 の場合

この次に群数、最小値、最大値を次の様な書式で与えます。

e-type = 2, 3
ne = number of groupemin = minimum value
emax = maximum value

6.6.4

e-type = 4 の場合

この次にメッシュ幅、最小値、最大値を次の様な書式で与えます。

e-type = 4
edel = width of meshemin = minimum value
emax = maximum value

6.6.5

e-type = 5 の場合

この次にメッシュ幅、最小値、最大値を次の様な書式で与えます。

e-type = 5
edel = log( width of mesh )emin = minimum value
emax = maximum value

この場合、メッシュ幅は対数上での幅、即ち edel = log( Mi+1 / Mi ) です。

6.7

他のタリーパラメータ

6.7.1

part パラメータ

タリーの中で粒子を指定する時は、

6.7. 他のタリーパラメータ249

part = proton neutron pion+ 3112 208Pbのように空白で区切って定義するか、

part = protonpart = neutron
part = pion+
part = 3112
part = 208Pbのように、パラメータを繰り返すことも出来ます。粒子名の表式は表 4 を参照してください。kf コード番号での指定も可能です。

part = allと定義すると、粒子すべての和を表わします。
複数の粒子をひとつのグループとしてタリーしたいときは、次のように ( ) が使えます。( ) の中の粒子は、最大 6 個まで指定できます。ただし、kf コード番号を ( ) で使用する場合は、最後の kf コード番号と) の間にスペースが必要です。スペースが無い場合は、part パラメータの指定が不正とのエラーメッ
セージが出力されます。

part = ( proton neutron ) all pion+ 3112 208Pb

この場合、proton と neutron を合わせたものが、最初のグループとして出力されます。2 番目は、全ての粒子の和です。全体として 5 種類の粒子についての出力になります。原子核は、208Pb のように質量数を指定すればその核、Pb のように質量数を指定しなければ、Pb の同位体全体を指定することになります。
粒子名の前に負符号をつけて指定すると、全体から指定された粒子の寄与を除いた結果が出力されます。

kf コード番号での指定の場合は、( ) を使って、( ) の前に負符号をつけるように指定してください。kf
コード番号と) の間にスペースが必要なことにご注意ください。複数の粒子の寄与を除いた結果をタリーしたい場合は ( ) を使ってグループを作り、その ( ) の前に負符号を付けてください。( ) 内で、負符号により指定粒子の寄与を除く指定はできません。part パラメータの指定が不正とのエラーメッセージが出力されます。

part = -proton -(proton alpha) -(2112 ) -(11 -11 )この場合、1 番目は proton の寄与を除いたもの、2 番目は proton と neutron の寄与を除いたもの、3 番
目は中性子 (2112) を除いたもの、4 番目は電子 (11) と陽電子 (-11) の寄与を除いたものが出力されます。

6. タリーセクションの共通書式

250

6.7.2

axis パラメータ

出力データの x 軸を定義します。axis の種類は、タリーの種類とタリーのメッシュ型によりますが、

eng,
cos,

reg,
the,

x, y, z, r,
mass, charge,t, xy, yz, zx,
chart, dchain,rz,let, t-eng, eng-t, t-e1, e1-t, t-e2, e2-t, e12, e21があります。

axis = engのように定義します。
ひとつのタリーで複数の axis が定義できます。

axis = eng

x

y

とするか、

axis = eng
axis = xaxis = yのように表わすことも出来ます。ひとつの axis に対して、ひとつのファイルに結果が 出力されます。従って、複数の axis を定義した場合は、次のファイルパラメータで同数のファイル名を定義する必要があります。なお、[t-yield] では、1 つのタリーに 1 つの axis しか指定できません。複数の axis に対して残留核収率を計算したい場合は、複数の [t-yield] タリーを作成してください。これは、統計誤差を正しく計算するためにバージョン 2.50 以降についた制限です。

6.7.3

samepage パラメータ

画像出力ファイルの同じページに表示するデータの種類を指定します。指定可能なパラメータは、axisで定義できるパラメータです。デフォルトは part で、その場合、part パラメータで指定した複数の粒子に対する結果が同じページに出力されます。samepage には、axis で指定したものとは別のパラメータを指定する必要があります。samepage で指定したデータのビン数が 20 を超える場合、eps ファイルには 1 から 20 ビン目までしか表示されないのでご注意ください。[t-yield] タリーの他、幾つかのタリーでは使用できません。

6.7.4

file パラメータ

出力ファイル名を定義します。書式は、

6.7. 他のタリーパラメータ

file = file.001

251

file.002

file.003のように、パス名を含めてファイル名を書きます。ただし、‘‘.eps’’ や ‘‘.vtk’’ の拡張子をもつ名前は指定しないようにしてください。axis を複数指定したときは、その数だけファイル名を指定します。このときfile = file.001
file = file.002
file = file.003のように一行にひとつずつ書くこともできます。

6.7.5

resfile パラメータ

再開始計算時の過去タリーファイル名を指定します。書式はresfile = file.001のようにパス名を含めてファイル名を書きます。file と違うのは、複数タリーを指定しても、resfile は

1 つで十分です。2 つ以上指定した場合、先に書いたファイルが優先されます。resfile のデフォルトは、
file です。その場合、過去タリーファイルから結果を読み込んで、新しい結果を加えて同じファイルに上書きします。

6.7.6

unit パラメータ

出力の単位を定義します。通常番号で次の様に定義します。

unit = number

番号とその単位の内容は、各タリーの説明で解説します。

6.7.7

factor パラメータ

出力の規格化定数を定義します。[t-gshow] タリーでは、境界線の太さを指定します。次の様に定義します。
出力の規格化定数を定義します。[t-gshow] タリーでは、境界線の太さを指定します。次の様に定義します。

factor = number

6. タリーセクションの共通書式

252

正の値だと、出力の物理量にこの定数が掛けられます。負の値 (例:−c) を指定すると、タリー中の最大値が c となる様に規格化されます。

6.7.8

output パラメータ

出力する情報の種類を定義します。次の様に定義します。

output = name of output

詳細は、各タリーの説明で行います。

6.7.9

info パラメータ

出力するタリー出力で、詳細情報を出力するかどうかのオプションです。通常、0 か 1 で定義します。

info = 0, 1

6.7.10title パラメータ

タリー出力に表示されるタイトルを定義します。

title = title of the tally

省略可能です。省略された場合、デフォルト値が入ります。

6.7.11ANGEL パラメータ

タリー出力で、ANGEL のパラメータを追加します。

angel = xmin(1.0) ymin(1.3e-8)

ここで定義したパラメーターは、タリー出力の中で

p: xmin(1.0) ymin(1.3e-8)と記載され、横軸と縦軸の最小値をそれぞれ指定した値に変更します。

ANGEL については、A をご覧ください。

6.7. 他のタリーパラメータ

6.7.12253

2d-type パラメータ

タリー出力で、axis = xy などの 2 次元表示を選択したときの、 2 次元データの表示のオプションです。番号で指定します。ただし、rshow オプションがあるタリーでは、意味を持ちません。

2d-type =1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

• 2d-type = 1, 2, 3, 6, 7
これは、データの並びが Fortran の書式で書くと( ( data(ix,iy), ix = 1, nx ), iy = ny, 1, -1 )で、1 行に 10 個のデータが入り、ANGEL 用のヘッダーが付きます。ヘッダーは、1 は、等高線、2 は、クラスタープロット、3 は、カラープロットです。6 は、クラスターと等高線です。7 は、カラープ
ロットと等高線です。

• 2d-type = 4
これは、データの並びが Fortran の書式で書くと
do iy = ny, 1, -1
do ix = 1, nx( x(ix), y(iy), data(ix,iy) )end doend doで、1 行に x(ix), y(iy), data(ix,iy)の 3 個のデータが入ります。

• 2d-type = 5
これは、データの並びが Fortran の書式で書くと
y/x( x(ix), ix = 1, nx )do iy = ny, 1, -1( y(iy), data(ix,iy), ix = 1, nx )end doで、1 行に nx + 1

個のデータが並び、全部で ny + 1 行です。Excel 等に取り込むデータとして便利です。

6.7.13

gshow パラメータ[t-gshow], [t-rshow] 以外のタリーで用いることができます。タリーのメッシュが xyz メッシュ、axis
想定したタリーで、これを指定すが xy, yz, xz で、かつ 2d-type = 1,2,3,6,7 の ANGEL の出力をると、出力の画面に領域の境界線、また物質番号、領域番号、LAT 番号が表示されます。

gshow =

0, 1, 2, 3, 4

6. タリーセクションの共通書式

254

0 で表示無し、1 は境界線の表示、2 は境界線と共に物質番号、3 は境界線と共に領域番号、4 は境界線と共に領域番号と LAT 番号、を表示します。物質番号、領域番号、LAT 番号を表示させるときに、resol
を使って分解能を resol 倍にすると、番号の表示が乱れますので、番号を表示させるときは、resol でなくメッシュの個数を増やして分解能を上げてください。パラメータセクションで、icntl = 8 とすることにより、 実際の計算をすることなしに、タリーを設定した領域を事前に見ることができます。icntl = 8 とすると、輸送計算はせずに、xyz メッシュ、xy, yz, zx,

axis のタリーで gshow = 1, 2, 3, 4 が指定してあるものの領域を 指定のファイルに書き出します。その時、物質毎に色分けします。この機能を使い、大きい計算の前に、タリーの領域の確認、xyz メッシュの分解能の適否を確認することをお勧めします。

6.7.14rshow パラメータ[t-cross] と [t-gshow] 以外のタリーで用いることができます。タリーの mesh が reg 及び tet メッシュの場合に利用でき、領域毎及び四面体要素毎に求めた物理量の大きさに応じた色を幾何形状表示させた体系に付与します。axis は xy, yz, xz のどれかを指定する必要があり、更に rshow パラメータの下に xyzのメッシュパラメータが必要となります。rshow の値を変えることで、境界線、物質番号、領域番号を表示させることができます。

rshow = 1, 2, 3
x-type = [2,4]..........
..........
y-type = [2,4]..........
..........
z-type = [2,4]..........
..........

0 で表示無し、1 は境界線の表示、2 は境界線と共に物質番号、3 は境界線と共に領域番号、を表示します。0 の時は、xyz メッシュパラメータは、不必要なのでコメントアウトして下さい。物質番号、領域番
号を表示させるときに、resol を使って分解能を resol 倍にすると、番号の表示が乱れますので、番号を表示させるときは、resol でなくメッシュの個数を増やして分解能を上げてください。ただし、gslat が未設定の状態では、同じ物質 (rshow=2) や同じセル (rshow=3) の間で境界線を描画せず、統合的に表示するので、正しい領域毎および四面体要素毎の値で表示されない恐れがあります。そこで、gslat=1 を同時に指定することを推奨します。

reg 及び tet メッシュでこのオプションを付けると、領域ごとの出力はありません。従って、計算の後に図の体裁や最大値最小値の調整などは、元のデータがありませんからできません。このオプションを付ける時は、axis=xy,yz,zx で用いるわけですが、その他に axis=reg 或いは=tet も加えて別ファイルに領域の物理量のデータを保存することをお勧めします。そのデータと、[t-rshow] タリーを用いることにより、再度加工したデータを元に表示することが可能となります。
パラメータセクションで、icntl = 10 とすることにより、実際の計算をすることなしに、タリーを設定した領域を事前に見ることができます。icntl = 10 とすると、輸送計算はせずに、reg メッシュ、xy,

yz, zx,axis のタリーで rshow = 1, 2, 3 が指定してあるものの領域を 指定のファイルに書き出6.7. 他のタリーパラメータ255

します。その時、物質毎に色分けします。この機能を使い、大きい計算の前に、タリーの領域の確認、xyz
メッシュの分解能の適否を確認することをお勧めします。

6.7.15x-txt, y-txt, z-txt パラメータ

ANGEL 表示の x, y, z 軸のテキストをデフォルトから変えたい時に用います。これらのテキストは、ANGEL
パラメータでは、変えられません。

x-txt = テキスト
y-txt = テキスト
z-txt = テキスト

6.7.16

volmat パラメータ

volmat パラメータは、xyz メッシュでメッシュが領域境界を またいでいる時の体積補正をするものです。これが有効になるのは、xyz メッシュでかつ material の指定がある場合です。領域をまたいだメッシュの体積を、メッシュサイズから与えるのではなく、指定された material を含む体積をモンテカルロ的に計算します。その時のスキャンは、各軸に平行な 1 辺当たり volmat 数の軌跡で計算します。この数をあまり大きく取るとメッシュ数にもよりますが、計算時間が膨大になることがありますので注意して下さい。

volmat を負の数で指定すると、強制的に全ての xyz メッシュをスキャンします。正の場合は、メッシュの8 頂点が同じ物質ならスキャンしません。

6.7.17

epsout パラメータ

epsout = 1を指定すると、出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成します。ファイル名

は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名です。パラメータセクションで itall = 1 を指定して、出力の eps ファイルを ghostview を 用いて画面に表示し、w キーを押して eps ファイルの更新に伴う画面の書き換えを指定していれば、バッチ毎にタリーの結果の変化を自動的に画面上で確認できます。

6.7.18 カウンターパラメータ[counter] セクションで定義したカウンターを用いて、タリーで集める物理量に制限を加えることができます。各カウンターごとに、最小値と最大値を ctmin(i), ctmax(i) で定義します。i は、カウンター
番号、1 から 3 です。デフォルト値は最小値が −9999、最大値が 9999 です。複数のカウンターを用いる時
は、それらの条件の共通部分となります。
また、あるヒストリー中に発生する全粒子のカウンター値の最大値を使って制限を加えることも可能です。
その場合は、chmin(i), chmax(i) を使います。この機能を使えば、特定のイベントが発生した場合に線源発生まで遡ってタリーすることが可能となります。詳しくは ‘‘/phits/sample/misc/history counter’’
フォルダをご参照ください。ただし、この最大カウンター制限機能は、バッチ分散モード（istdev=1）では動作しません。また、[weight window] などの分散低減法を使用した計算やイベントジェネレーターモー
ドを使用しない計算の場合は、ヒストリーカウンターの機能が適切に動作しない可能性がありますのでご注意ください。

6. タリーセクションの共通書式

2566.7.19resol 分解能、width 線太さパラメータ

resol を使い、gshow、rshow、3dshow の表示の時、指定した xyz のメッシュを固定したまま、境界線を求める分解能を上げることができます。デフォルトは 1 で、xyz のメッシュの分解能と同じです。resol= 2 とすると各辺 2 倍のメッシュになります。xyz メッシュのタリーで、境界線の精度だけ上げるのに便利です。また、3dshow の時も、荒い精度で表示を確認してから、resol を大きくして最終的なきれいな図を得ることができます。resol を大きくしてもメモリーは変化しません。ただし、物質番号、領域番号、LAT
番号を同時に表示させるときには、resol を使って分解能を resol 倍にすると、番号の表示が乱れますので、番号を表示させるときは、resol でなくメッシュの個数を増やして分解能を上げてください。

width は、gshow、rshow、3dshow の表示の時の線の太さを定義します。デフォルトは、0.5 です。

6.7.20trcl 座標変換

r-z、xyz メッシュの座標を trcl により座標変換します。書式は以下のように 2 通りあります。

trcl = number
trcl = O1 O2

O3

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

B9

M

最初の書式は、[transform] セクションで定義した座標変換番号です。次の書式は、この定義の中で座標変換を定義します。[transform] と同じように 13 個の数字で定義します。一行に収まらない場合は、複数の行にわたって定義できます。その時は自動認識しますので、行末の継続行の記号 Yは必要ありません。ただし、継続行は先頭に 12 個以上の空白が必要です。

r-z、xyz メッシュの他に、3dshow のタリーで box を定義するときにも、trcl による座標変換が使えます。書式は [t-3dshow] のところで示します。

6.7.21

dump パラメータ[t-cross], [t-time], [t-product] タリーで、粒子の情報をファイルにダンプすることができます。
その時、ダンプする物理量とそのデータ並びを dump パラメータで指定できます。
dump データの情報は、まず、dump = でデータの個数を指定します。正で与えた時は、バイナリーファ
イル、負で与えた時は、アスキーファイルへの書き込みをします。次の行にひとつのレコードのデータの並びを指定します。その時の番号と物理量の関係は、以下の通りです。
表 105: dump データの種類と番号 (1)
物理量

kf

x

y

z

u

v

w

e

wt

time

c1

c2

c3

sx

sy

sz

番号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

表 106: dump データの種類と番号 (2)
物理量

name

nocas

nobch

no

番号

17

18

19

20

6.7. 他のタリーパラメータ257

ここで、kf は粒子を識別する kf-code (表 4 を参照してください)、x, y, z は座標 (cm)、u, v, w は運動量の単位ベクトル、e はエネルギー (MeV)、原子核の場合は核子当たりのエネルギー、wt は粒子ウエ
イト、time は時間 (nsec)、c1, c2, c3 はカウンターの値、sx, sy, sz はスピンの方向ベクトルです。

name は粒子の衝突回数、nocas はバッチの中の現在のイベント数、nobch は現在のバッチ数、no は現在のイベントでのカスケード ID です。これらはバイナリーファイルの時は real*8 のデータで、アスキー
ファイルの時は、n(1p1d24.15) のフォーマットで格納します。
例えば、9 つのデータを次の順番で書き出させたいとき、

kf

e

wt

x

y

z

u

v

w

5

6

7

このデータを書き込みたいときは、

dump = 9
1 8 9

2

3

4

と指定します。

dump パラメータを用いてダンプさせる時は、axis、file 数ともにひとつに制限されます。また、unit は
1 に固定されます。dump するデータを書き込むファイルは、file パラメータで指定した名前に ‘‘ dmp’’ を付けたファイルです。file パラメータで定義された file 名には、通常のタリーの結果が書き出されます。
この結果からダンプされたデータの規格化定数を読み取ってください。
（バージョン 2.66 以前では、file パ
ラメータで指定したファイルに dump するデータが書き込まれ、通常のタリー結果を出力するファイルとして.cfg をつけたファイルが作成されていました。）メモリ分散型並列計算時には使用する並列 PE (Processor
Element) 数 −1 個のファイルを作成します。データを dump するファイルの名前の最後に PE 番号をつけたファイルが作られ、各 PE は対応するファイルにのみデータの書き出しと読み込みを行います。

6. タリーセクションの共通書式

258

6.8

複数のタリー結果の統合機能

Sumtally 機能を使うことにより、複数のタリー結果を足し合わせることができます。足し合わせの方法
は 2 種類あり、手動で並列計算を実行するために各タリー結果のヒストリー数を考慮して足し上げる方法と、各タリー結果に任意の重み付けをして加重平均を求める方法があります。前者は、並列計算が利用できず、限られた計算資源を有効に利用したい場合に役立ちます。後者は、例えば複数の線源による計算を行う
際、それらの強度を任意に変えた場合の結果を、計算をやり直さずに求めることができます。

Sumtally 機能が動作する条件は次の 3 つです。
• [parameters] セクションにおいて icntl=13 とする• 足しあわせたいタリー結果の条件（mesh, axis, part など）が一致していること• 足しあわせたいタリー結果の条件が書かれたタリーセクションにおいて、sumtally サブセクションを設定する98 99
Sumtally サブセクションが設定されていても、icntl=13 となっていなければその内容は無視されます。
（バージョン 2.88 以降では、全てのタリーで本機能を利用できます。）この機能の具体的な利用方法については、\phits\utility\sumtally フォルダにある資料やサンプルインプットをご参照ください。

Sumtally サブセクションは、‘‘sumtally start’’ と ‘‘sumtally end’’ で挟んだ領域で設定します。
本サブセクション内のユーザー定義定数 ci (i = 1 ∼ 99) は無視されるのでご注意ください。
Sumtally サブセクションで使用できるパラメータは表 107 の通りです。
表 107: sumtally サブセクションパラメータ

name

値

説明

isumtally =1(省略時), 2

Sumtally 機能の計算方法
1:
2:

手動並列計算用
加重平均計算nfile =

数

タリーファイル数(次行)

file name 数値

タリーファイル名、重み付けの値

isumtally=2 の場合は自動的に規格化されます
sfile =

file namesumfactor = （省略可、D=1.0）

sumtally 機能で足しあわせた結果の出力ファイル名
規格化定数

isumtally=1 の場合は手動で並列計算を実行することができます。例えば、maxcas=100, maxbch=10で計算した結果 result-1.out と maxcas=100, maxbch=20 で計算した結果 result-2.out がある場合、次のように sumtally サブセクションを設定することで maxcas=100, maxbch=30 の条件で計算した結果

result-s.out を得ることができます。
例 54:
1:
2:
3:
4:

sumtally 機能を用いた例題（isumtally=1）の場合）
sumtally start
isumtally = 1
nfile = 2
result-1.out$(D=1) sumtally option, 1:integration, 2:weighted sum$ number of tally files
1.0

98 バージョン 2.81 以前では、sumtally サブセクションが設定されたタリーセクションにおいて file パラメータが設定されていな
くても動作しましたが、バージョン 2.82 以降ではこのパラメータがないとエラーになりますのでご注意ください。
99 バージョン 2.85 以前では、1 つのインプットファイルにおいて 1 つの sumtally サブセクションしか設定できませんのでご注意く
ださい。

6.8. 複数のタリー結果の統合機能

5:
6:
7:
8:

259

result-2.out 1.0
sfile = result-s.out $ file name of output by sumtally option
sumfactor = 1.0$ (D=1.0) normalization factor
sumtally end

ただし、乱数の重複を避けるために、result-2.out の計算を実行する際は [parameters] セクションにおいて irskip=-1000 を設定してください。また、足し合わせるファイル名の右で設定する重み付けの値は、基本的に 1 としてください。isumtally=1 の場合、重み付けの値を 1 より変更することで、各タリー結果を求めた際のソースウエイトの平均値を変えることになります（[source] セクションで wgt を変更した場合と同じ）。なお、isumtally=1 で得られたタリー結果に対しては再開始計算を実行することが可能です。この場合は nfile 以下で指定するタリーファイルの内、一番下のファイルにある乱数が用いられます。

isumtally=2 の場合、次の計算式により加重平均値 X̄ を求めます。
X̄ = F

N
∑
rj
j=1

r

X̄ j

(29)

ここで、F が sumfactor で指定する規格化定数、N が nfile で指定するタリーファイル数、 X̄ j が j 番目
∑N
j=1 r j で計算してのタリーファイルの結果、r j が j 番目のタリーファイルの重み付けの値です。r は r =おり、重み付けの値 r j を変えることで、各タリー結果の相対的な強度を任意に与えることができます。標準偏差 σX は、 j 番目のタリー結果の標準偏差を σX j とし、

σX = Fvut N ( )∑ rj 2
j=1

r

σ2X j

(30)

により求めています。isumtally=2 は、例えば、ある標的に対して左右から違う量の放射線を照射した結果を求めたい時に利用できます。左から照射した結果が result-l.out、右から照射した結果が result-r.out
であった場合、2:3 の割合で照射した結果は次のような設定で計算することができます。
例 55:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:

sumtally 機能を用いた例題（isumtally=2）の場合）
sumtally start
isumtally = 2$(D=1) sumtally option, 1:integration, 2:weighted sum
nfile = 2
$ number of tally files
result-l.out 2.0
result-r.out 3.0
sfile = result-s.out $ file name of output by sumtally option
sumfactor = 5.0$ (D=1.0) normalization factor
sumtally end

この条件と同じシミュレーションはマルチソースの機能を利用することで実行可能です。しかし、照射割合を変えるなど、色々な条件の計算を調べたい場合は、isumtally=2 を利用するのが便利です。なお、重み付けの値は、足し合わせるタリー結果の相対的な割合にしか影響しませんのでご注意ください。絶対値を変える場合は sumfactor の値を変更します。また、isumtally=2 の場合は、乱数等の再開始計算に必要な情報は出力されず、再開始計算ができないようになっています。

6. タリーセクションの共通書式

260

6.9

複数のタリー結果の解析機能

前セクションに記載した sumtally 機能は複数のタリー結果の単純な加重和を計算する機能ですが、より複雑な解析を行いたい場合は anatally 機能を使う必要があります。例えば、粒子線治療における生物学的
線量を吸収線量の絶対値を考慮して計算したり、物質密度がもつ誤差が計算結果に与える影響を系統的不確かさとして評価することが可能です。

Anatally 機能が動作する条件は次の 4 つです。
• [parameters] セクションにおいて icntl=17 とする• 解析したいタリー結果の条件（mesh, axis, part など）が一致していること• 解析したいタリー結果のファイル名等をまとめた [anatally] セクションを設定する• 上のタリー結果の出力したタリーセクションにおいて、anatally start と anatally end のみの
anatally サブセクションを設定する[anatally] セクションは、icntl=17 の時のみ有効となります。その際、anatally サブセクションは[anatally] と [t-track] などのタリーセクションの 2 箇所に必要です。前者では解析したいファイル名等を記載し、後者では中身のない（anatally start と anatally end のみの）サブセクションを記載します。
（なお、‘‘autorun’’ スクリプトを利用する場合は、icntl=16 とし、[anatally] は記載せず、解析
したいファイル名等はタリーセクション中の anatally サブセクションにまとめてください。）

Anatally サブセクションは、‘‘anatally start’’ と ‘‘anatally end’’ で挟んだ領域で設定します。本サブセクション内のユーザー定義定数 ci (i = 1 ∼ 99) は無視されるのでご注意ください。

Anatally サブセクションで使用できるパラメータは表 108 の通りです。なお、現在のバージョンでは、
icntl=16,17 の場合に、6.10 節にある itall=3 の場合に指定できる ix,iy,iz,ipart 等のパラメータは利用できません。
表 108: anatally セクションパラメータ

name

値

説明

manatally =0, 1(省略時)

anatally 機能の計算方法
0: ユーザー定義 anatally(‘‘usranatal.f’’) に書かれたプログラムに従う（6.9.1 節参照）
1:

分散分析モード（6.9.2 節参照）

nfile =

数

タリーファイル数(次行)

file name

タリーファイル名

sfile =

file nameanatally 機能で解析した結果の出力ファイル名

例 56:
1:

2:
3:

4:

anatally 機能を用いた例題（manatally=0）の場合）[t-track].........
.........
anatally startanatally end.........
.........
[anatally]6.9. 複数のタリー結果の解析機能

5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:

261

anatally start
1
manatally = 0$(D=1) anatally option, 0:user-defined anatally, 1:anova
nfile = 2
$ number of tally files
result-1.out
result-2.out
sfile = result-a.out $ file name of output by anatally option
anatally end
1

この例では、[t-track] で得られた result-1.out と result-2.out の結果を使用し、ユーザー定義タ
リーによって計算した結果を result-a.out に出力します。[anatally] セクション中の anatally startと anatally end の後にある数字は anatally サブセクションの ID 番号です。解析したいタリー結果の条
件（mesh, axis, part など）が書かれたタリーセクションが、そのインプットファイルにおいて、何番目のタリーセクションなのかを ID 番号として書いてください。上の例で、もし [t-track] より上に 1 つ別のタリーセクションが書かれていた場合は、[anatally] セクションにおいて、anatally start と anatallyend の後には 2 と記載してください。

6.9.1

ユーザー定義 anatally 機能

ユーザー定義 anatally(‘‘usranatal.f’’) に書かれたプログラムに従って計算した値を出力します。既定プログラムとして、ユーザー定義定数に従って各タリー値を重み付けして加算するモードと、確率論的マ
イクロドジメトリ (SMK) モデル100 に従って BNCT における光子等効果線量を計算するモードが組み込まれています。その具体的な使用方法は、‘‘/phits/utility/usranatal’’ をご参照ください。また、PHITSの再コンパイルが必要となりますが、同フォルダには、粒子線治療における生物学的線量を SMK モデルに従って計算するサンプルプログラムも含まれていますので、そちらもご活用下さい。

6.9.2

分散分析機能スクリプトを利用して、計算条件を変えながら実行した輸送計算の結果を分析することができます。例えば、物質の密度に誤差が含まれる場合、その誤差の範囲で密度を変化させながら輸送計算を実行すること
で、密度の誤差が計算結果に与える影響を調べることが可能です。PHITS では、専用の分析機能スクリプト‘‘autorun.bat’’ （Windows) や ‘‘autorun.sh’’ （Mac, Linux）を利用することで、計算条件の変化がタリー結果に与える影響を自動的に分析することができます。
（注）ただし、現在のバージョンでは次の制限があります。利用可能なのは [t-track] と [t-deposit]（output=dose）のみです。変えられる計算条件は 1 つだけです。また、anatally サブセクションを指定しますが、6.10 節にある itall=3 の場合に指定できる ix,iy,iz,ipart 等のパラメータは利用できません。
分散分析機能は以下のような流れで利用します。

(1) PHITS の輸送計算の入力情報をまとめたインプットファイル（ここでは ‘‘phits.inp’’ とする）を用意する。

(2) 分析機能スクリプト用のインプットファイル（ここでは ‘‘autorun.inp’’ とする）を用意する。
(3) autorun.inp を入力ファイルとして ‘‘/phits/utility/autorun’’ フォルダにあるスクリプト autorun.bat
or autorun.sh を実行する。
各インプットファイルの内容とスクリプトの動作の詳細は次節以降でご説明します。
100 T. Sato and Y. Furusawa, Radiat. Res. 178, 341-356 (2012);

T. Inaniwa and N. Kanematsu, Phys. Med. Biol. 63, 095011 (2018);
T. Sato et al., Sci Rep. 8, 988 (2018)

6. タリーセクションの共通書式

262

6.9.2.1 輸送計算のインプットファイル (phits.inp)
輸送計算の情報をまとめた phits.inp（ファイル名変更可能）では、変化させたい数値をユーザー定義
定数 ci(i = 1, · · · , 99) により指定してください。また、[parameters] セクションにおいて icntl=16 としてください。そして、分析機能を利用したいタリーセクションに、次のような anatally サブセクションを設定してください。
例 57:
1:
2:
3:
4:

分散分析機能を利用する場合のタリーセクションにおける anatally サブセクション
anatally start
manatally = 1
sfile = track_a.out
anatally end

Anatally サブセクションは、anatally start と anatally end で挟んだ領域で設定します。manatally
は分析内容を決めるオプションです。manatally=1 の場合、計算条件 ci の変化がタリー結果に与える影響を分散分析 (ANOVA; analysis of variance) に基づき系統的不確かさとして評価します。sfile は分析
結果を出力するファイル名です。

6.9.2.2 分析機能スクリプト用インプットファイル (autorun.inp)
専用のスクリプト (autorun.bat, autorun.sh) を実行する際に使用するインプットファイル autorun.inp（ファイル名変更可能）は次の形式で作成してください。
例 58:
1:
2:
3:
4:
5:
6:

分析機能を利用する場合のスクリプト用インプットファイル
file=phits.inp
set:c1c-type=2
cmin=10
cmax=100nc=10

file=の後に、輸送計算の情報をまとめた PHITS のインプットファイル名を書いてください。set:の後にはそのインプットファイル内で変化させたい計算条件 ci(i = 1, · · · , 99) の情報を記載してください。set:c1の次の行から、e-type 等のタリーのメッシュタイプと同じ形式で ci のデータを指定します。c-type=1,2,3が指定できます。上の例では、c1=10 より 100 までを 10 きざみで変化させ、各条件の輸送計算を実行します。

6.9.2.3 スクリプトの動作
スクリプト autorun.bat, autorun.sh は次の流れで各計算を実行します。

(1) autorun.inp から ci に関する情報を読み取り、‘‘nc info.inp’’ に書き出す。
(2) icntl=16 の条件で PHITS を実行し、phits.inp と nc info.inp の内容に基づき、輸送計算実行用の一時ファイル ‘‘phits tmp.inp’’ と分析用ファイル ‘‘anatally.inp’’ および計算条件ファイル‘‘varfile j.inp’’ ( j = 1, · · · , nc) を作成する。
(3) 計算条件を変えて求めた輸送計算の結果をまとめる ‘‘outfiles’’ フォルダを作成する。
(4) phits tmp.inp と varfile j.inp をインプットファイルとして、合計 nc 回 PHITS を実行する。その際、 j 番目 ( j = 1, · · · , nc) の PHITS のタリー結果は、outfiles フォルダ中に ‘‘/j/’’ フォルダを作成し、各々移動する。
(5) anatally.inp をインプットファイルとして、icntl=17 の条件で PHITS を実行する。その分析結果
を sfile で指定したファイルに書き出す。

6.9. 複数のタリー結果の解析機能

263

6.9.2.4 出力形式
sfile で指定したファイルには、通常のタリー結果の平均値と統計誤差に加え、系統的不確かさ usyst と全不確かさ utot が出力されます。これらは次の関係を満たします。
u2tot = u2syst + u2stat /N(31)

ここで、N は標本数であり、統計誤差は右辺第 2 項の平方根により計算されます。詳細は文献101 を参照してください。
出力は、例えば axis=x, part=all の場合は次のようになります。

h: n# x-lower
2.0000E-01

xx-upper
4.0000E-01

4.0000E-01
6.0000E-01.........

y(all),hh0ln
all
r.err
7.9333E-03 1.3865 1.1539

0.7686

1.1495E-02

0.62371.3951

1.2479all の列にタリー結果の平均値を出力し、その右側に全不確かさ、系統的不確かさ、統計誤差の順に相対値で出力します。なお、統計量が少ない場合は系統的不確かさの推定値が負となり、その場合は 0 と出力します。

101 S. Hashimoto and T.Sato, Estimation method of systematic uncertainties in Monte Carlo particle transport simulation based on analysis ofvariance, J. Nucl. Sci. Technol. 56, 345-354 (2019).

6. タリーセクションの共通書式

264

6.10

拡張された統計指標出力機能

統計誤差（標準偏差）は、計算によって得られたタリーの平均値の信頼性を判断する重要な統計指標です。しかし、計算を始めたばかりで統計量が少ない時や [weight window] などの統計的な偏りが発生しや
すいオプションを使用した場合は、平均値や統計誤差が大きく変化する時があるため、得られた平均値が信頼できるかを確認する指標として統計誤差だけでは不十分な場合があります。そこで、様々な統計指標を出力させてその内容を確認することで、信頼性の高い結果が得られているかどうかを確認するのが本機能の目的です。
タリー結果として通常出力される平均値と統計誤差の全ヒストリー数（バッチ数）の増加に対する各値の推移を出力する他、統計誤差のばらつきの程度を表す分散の分散 (VOV: variance of variance) や計算時間に対する統計誤差の減少の度合いを表す性能指数 (FOM: figure of merit) の全ヒストリー数に対する推移を出力させます。また、これらの値が統計的に信頼できるかどうかを一覧表で示す statistical checksheet と得られるタリー結果の頻度をまとめた確率密度分布 (PDF: probability density function) を出力させることができます。
ただし、現在のバージョンでは、[t-track]（mesh=tet を除く）と [t-point] のタリーのみ使用可能です。また、再開始計算には対応していません。（通常出力される平均値と統計誤差は再開始計算によって統計量を加算できますが、VOV, FOM, PDF と各統計量の全ヒストリー数に対する推移の結果は再開始計算時にリセットされます。）

6.10.1 使用方法
本機能を使用する際は、次のパラメータ設定を行ってください。

• [parameters] セクションにおいて itall=3 を設定する。
• 本機能を使用したいタリーセクションにおいて anatally サブセクションを設定する。
• 本機能を使用したいタリーセクションにおいて iextstat を設定する。（anatally サブセクション内のパラメータではないのでご注意ください。）• （iextstat=2 の場合）本機能を使用したいタリーセクションにおいて prodenmn, prodenmx, nbprodenを設定する。（これらも anatally サブセクション内のパラメータではないのでご注意ください。）
これらの設定を行った上で、iextstat を 0（初期値）, 1, 2 と変えることにより、出力させる統計指標の内容を変更することができます。

A) （iextstat=0 の場合）平均値と統計誤差の全ヒストリー数に対する推移を出力する。
B) （iextstat=1 の場合）平均値と統計誤差に加えて VOV と FOM の全ヒストリー数に対する推移を出力させ、statistical check sheet を出力する。
C) （iextstat=2 の場合）B) の内容に加えて、PDF を出力する。この場合は、タリー結果の範囲を確認するテスト計算を実行し、出力範囲を設定して本計算を実行してください。詳細は 6.10.2 節の C) をご覧ください。
本機能が動作すると、タリーセクションで指定したファイル名の拡張子の前に StD を付けたファイルを作成し、各バッチ終了時に A), B), C) の内容に応じたそれぞれの統計指標をそのファイルに出力します。

1 つのタリー結果（平均値）あたり、A), B), C) のそれぞれの場合に計 2, 5, 6 ページの eps ファイルが出力されるため、ファイル容量が莫大になる可能性があります。空間メッシュやエネルギーメッシュのビンの数が多い場合は、下に示す anatally サブセクション内のパラメータ設定により、出力させる空間やエネ

6.10. 拡張された統計指標出力機能

265

ルギーのビンを制限してください。また、A, B, C と出力内容を増やすにしたがって、使用するメモリ容量等の計算機に対する負荷が大きくなるのでご注意ください。
例 59:
1:
2:
3:
4:
5:
6:

Anatally サブセクションにより、出力させるメッシュを指定する場合。
anatally startix = 89 91
iz = 61 81 101
iy = 1ipart = 1
anatally end

Anatally サブセクションは、anatally start と anatally end で挟んだ領域で設定します。もし、これらの 2 行のみでメッシュのビンの指定が無い場合は、全てのビンの結果を出力します。（本統計指標出力機能を使用する場合は、ビンの指定が無い場合でも、2 行のみの anatally サブセクションを設定してくだ
さい。）ix,iz,iy はそれぞれ x-type, z-type, y-type で定義した各変数のメッシュのビンを指定するためのパラメータであり、この例の場合、x について 89 と 91 番目のビンを指定しています。指定範囲は各メッシュの全ての組み合わせとなっており、上の例では x について 2 点と z について 3 点指定していることから、合計 2*3=6 個のタリー結果について統計指標を出力させます。ipart=1 は part=で定義した粒子の内、最初の粒子のみ出力させることを意味しており、例えば part = proton neutoron としていた場合、proton に関するタリー結果のみを出力させることになります。
メッシュを指定する変数には、次の 10 種類があります。ireg: 領域（セル）、ix, iy, iz, ir, ie, it,ia: x-, y-, z-, r-, e-, t-, a-type サブセクション、ipart: part パラメータ、imul: multiplier
パラメータ。省略した変数については、全てのメッシュ点を出力させます。明示的に all を指定することもできます。ただし、{ n1 - n2 }や () の入力方法は使用できません。
なお、6.9 節で、複数のタリー結果の解析機能を使用する際にも anatally サブセクションを設定しますが、ここで説明している itall=3 の場合とは使用できるパラメータや考え方が違うのでご注意ください。
例 60:
1:
2:
3:
4:
5:

6:
7:

8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:

拡張された統計指標出力機能を用いた例題。
[parameters]
icntl=0
maxcas = 1000
maxbch = 100
itall =3.........
.........
[t-track]mesh = xyz.........
.........
file = track.out
epsout = 2
iextstat = 2
prodenmn = 1E-5
prodenmx = 1E-2
nbproden =50
anatally startix = 10iy = 10iz = 50 100
ipart = 1
anatally end[parametars] において itall=3 が設定されていることによって、anatally サブセクションが設定されている [t-track] のタリー結果について、拡張された統計指標が出力されます。上の例では、‘‘track StD.out’’ フ

266

6. タリーセクションの共通書式

ァイルが作成され、‘‘track StD.eps’’ ファイルに図示した結果が出力されます。anatally サブセクショ
ンにおいて設定された条件により、x と y について 10 番目のビン、z について 50 と 100 番目のビン、partについて 1 番目の粒子の結果が出力されます。iextstat=2 となっているため 1 つのビンの組み合わせに対して 6 ページ分の出力がありますが、1 から 6 ページに iz=50 に対する結果が出力され、7 から 12 ページに

iz=100 に対する結果が出力されます。また、iextstat=2 の場合に出力されるタリー結果の確率密度分布(PDF: probability density function) について、出力範囲の下限、上限、分割数をそれぞれ prodenmn,
prodenmx, nbproden で設定しており、上の例では 10−5 から 10−2 の範囲を 50 分割して PDF を出力します。

6.10.2 各統計指標の計算方法と出力例
前節で示したように、本機能では出力する内容を A), B), C) の 3 つに切り替えることができます。本節ではそれぞれの統計指標の計算方法と出力例や出力結果の分析方法についてまとめます。

A) 平均値と統計誤差の全ヒストリー数に対する推移の出力
この場合は平均値と統計誤差を出力します。ある i 番目のヒストリーを計算した際のタリー結果を xi とすると、合計 N 回のヒストリー数によるタリー結果の平均値 x̄ は、
1 ∑
xi
x̄ =
(32)
N
∑
となります。ここで、 は i = 1 から N までの和を取ることを意味します。なお、ここでは簡単化のためウ
エイト値は常に 1 としました。統計誤差として、√∑ 2
xi − N x̄2
σ=
N−1

(33)

により計算されるサンプル平均の標準誤差 (standard error of the mean)σ を計算しており、平均値 x̄
との比 R = σ/ x̄ を統計誤差として出力します。統計的な偏りがない計算であれば、平均値はヒストリー数√が増加するにしたがって一定値に収束し、統計誤差は全ヒストリー数 N に対して 1/ N で減少します。

A) の場合、出力する eps ファイルの 1 と 2 ページ目に、それぞれ平均値（統計誤差を誤差棒で表示）と統計誤差の結果を出力します。横軸を全バッチ数としており、各バッチ終了時にそれまでの全バッチ数に対する結果を示します。図 58 に、1 m 厚さのコンクリートの遮蔽体に対して 10 MeV 中性子ビームを照射し、照射面と反対側の面における中性子流量をタリーした結果について、本機能を用いて出力した例を示します。maxcas= 104 としており、maxcas の分だけバッチ毎に全ヒストリー数が増加して平均値と統計誤差が推移する状況を確認できます。左パネルの平均値の結果から、40 バッチまでは平均値が大きく変化しているものの、それ以降は徐々に一定値に近づいていることがわかります。次に右パネルの結果から、40 バッ
チ以降は統計誤差が減少傾向を示しており、ヒストリー数の平方根の逆数に比例して減少していることが確認できます。

B) Statistical check sheet と平均値、統計誤差、分散の分散 (VOV: variance of variance)、性能指数 (FOM:
figure of merit) の全ヒストリー数に対する推移の出力
この場合は、A) の内容に VOV と FOM を追加して出力すると共に、これらの統計指標の信頼性をチェックする statistical check sheet を出力します。

VOV は統計誤差のばらつきの程度を表す統計指標であり、各タリー結果 xi の平均値 x̄ からのずれ、(xi − x̄)、の 4 乗の和と 2 乗の和の 2 乗の比を計算して求めます。
∑(xi − x̄)41
VOV = {∑
}2 − N2(xi − x̄)(34)

6.10. 拡張された統計指標出力機能

267

Relative Error

Flux with error

10−6

0

20

40
60
no. of Batch

80

100

10−1

0

20

40
60
no. of Batch

80

100

図 58: 平均値と統計誤差の全ヒストリー数（全バッチ数）に対する推移。

ただし、この式において平均値 x̄ を式 (32) により書き換えると、∑ 4 4 ∑ ∑ 3 8 ∑ 2∑ 2 4 ∑ 4 1 ∑ 2 2
xi − N xi xi + N 2 ( xi )xi − N 3 ( xi ) − N ( xi )
VOV =
{∑
}2
∑
xi2 − N1 ( xi )2(35)となるため、具体的にはこの式 (35) の表現に基づいて計算しています。式 (34) の右辺第一項を見ると、分子が N 個の和であり、分母が N 個の和の 2 乗であることから、右辺第二項と同様に 1/N の依存性をもつことがわかります。このため、統計量が十分な場合、VOV は 1/N で減少します。

FOM は計算時間に対する統計誤差の減少の度合いを表す統計指標であり、標準誤差 σ と平均値 x̄ の比 R
及び計算時間 T [min] を用いて、
FOM =

1
R2 T

(36)

により計算します。R は N の平方根に反比例するので、安定した数値計算が行われて T と試行回数 N が比例関係を示す場合は、FOM の値は一定となります。逆に、FOM があるヒストリーの前後で大きく変化した場
合は、T と N の比例関係がなくなっており、そのヒストリーで非常に長い計算時間が必要であった等の異常を確認することができます。

B) の場合、1 ページ目に statistical check sheet を出力し、2, 3, 4, 5 ページ目にそれぞれ平均値、統計誤差、VOV、FOM の全ヒストリー数に対する推移を出力します。図 59 に、図 58 と同じ計算を行った場合の statistical check sheet を示します。Quantity の列に統計指標の種類、output の列に出力する値の種類を示しています。Value の列に、そのバッチ終了時の値 (current value) と全ヒストリー数に対する依存性の評価値 (history dep.) を出力しています。Desired の列に各値が統計的に信頼できると判断できる基準値を示しており、pass の列でその基準を満たしているかどうかを判定した結果を示しています。
（全ヒストリー数に対する依存性の評価方法や基準を満たす条件については次節で説明します。）図59 の結果では、統計誤差の大きさについての基準 (< 0.05) 以外は満たしており、安定した計算が実行されていることがわかります。ただ、統計誤差は一番重要な指標なので、その基準を満たす程度には統計量を増やすことが望ましいです。図 60 に、VOV と FOM の全ヒストリー数に対する推移を示しています。左パネル
から、VOV が 40 バッチ以降で減少傾向を示しており、1/N で減少していることがわかります。一方、右パネルの結果から、FOM が 40 バッチ以降で一定値に収束している様子を確認できます。

6. タリーセクションの共通書式

268

Statistical check sheet at batch100

no. = 1, reg =11

Quantity

Output

Value

DesiredMean

Current value

7.8418E-07

Constant

Mean

History dep. (rel. slope)-0.0162= 0.00Relative error

Current value

0.0769< 0.05noRelative error

History dep. (p in Np)-0.5053= -0.50

yes

Variance of the variance Current value

0.0133< 0.10yes

Variance of the variance History dep. (p in Np)-1.0189= -1.00

yes

Figure of Merit

Current value

3.8531E+01 ConstantFigure of Merit

History dep. (rel. slope)-0.0158

Pass= 0.00yes

yes

Figure of merit

Variance of the variance

図 59: 100 バッチ終了時の statistical check sheet。

10−1

10−2

0

20

40
60
no. of Batch

80

100

0

20

40
60
no. of Batch

80

100

図 60: 分散の分散 (VOV) と性能指数 (FOM) のヒストリー数（バッチ数）に対する推移。

C) Statistical check sheet と平均値、統計誤差、VOV、FOM の全ヒストリー数に対する推移の出力、及びタリー結果の確率密度分布 (PDF: probability density function)
この場合は、B) の内容に加えて、計算によって得られたタリー結果の頻度分布を表す PDF を出力します。
ただし、PDF を出力する範囲を調べるためのテスト計算モードとその範囲を明示的に指定して PDF を求める
本計算モードがあるのでご注意ください。基本的に、まずはテスト計算モードで範囲を調べて、その後、出力範囲の下限 (prodenmn (D=1e-2)) と上限 (prodenmx (D=1e+2)) 及び分割数 (nbproden (D=100)) を指定して本計算を実施してください。

6.10. 拡張された統計指標出力機能

269

PDF の計算については、出力するタリー結果の範囲 [xmin , xmax ] と対数スケールで分割する数 npdf を決めておき、各ヒストリーのタリー結果 xi が得られた時に、どのビン番号に入るかを調べ、そのビンのカウン
ト数を増やしていきます。そして、最終的にその分布が積分して 1 となるように規格化したものを出力します。ここで、タリー結果が 0 の場合はカウントしないので、分布のピーク位置と平均値 x̄ がずれる場合があります。
テスト計算モードは、PDF の出力に関するパラメータ prodenmn, prodenmx, nbproden が一つも指定されていない時に動作します。テスト計算モードでは、初期値として xmin = 10−2 、 xmax = 102 、npdf = 100 として計算を始め、範囲 [xmin , xmax ] から外れたタリー結果が得られた場合、その大小関係によって範囲の上限や下限を変更することで、そのタリーが取り得る範囲を自動的に調べます。例えば、103 のタリー結果が得られた場合は、それを 10 倍した値を上限値とし、xmax = 104 と変更します。一方、小さいタリー結果が得られた場合は、その値の 1/10 を xmin とします。このようにして、最終的に出力された PDF の分布を見ることで、そのタリー結果が取り得る範囲が確認できます。ただし、タリー結果が初期値 xmin = 10−2 , xmax = 102
から数 10 桁も違う値を取る場合は、出力される PDF の横軸の範囲がその桁数だけ広がってしまうのでご注意ください。その場合は、次に示す本計算モードで出力範囲を指定しながら、手動で調整してください。なお、テスト計算モードでは、調整によって範囲が変わる度に記憶した PDF のデータをリセットするため、他の統計指標と違うヒストリー数に対する結果が出力されます。また、MPI や OpenMP による並列計算は使用できません。
次に、prodenmn, prodenmx, nbproden のどれか一つでも指定されていると本計算モードが動作します。
明示的に指定していないパラメータはそれぞれのデフォルト値が設定されます。本計算モードでは、記憶するタリー結果の範囲が途中で変わることはなく、タリー結果 xi の PDF を出力します。ただし、設定された範囲の上限より大きな値がタリー結果として得られた場合は、ワーニングメッセージを出力します。5 回程度（並列計算を使用しない場合）でメッセージ出力を止めますが、このメッセージが出たら、一旦計算を止め、上限 (prodenmx) を増やしてから再度本計算モードを実行してください。なお、本計算モードでは MPI
や OpenMP による並列計算が使用可能です。

C) の場合、1 から 5 ページ目までは B) の内容と同じです。更に 6 ページ目にそのバッ

10−1

58 と同じ計算を行った場合の PDF を示します。正規分布と判断できる程十分な統計量ではありませんが、10−3 辺りにピークをもつ分布であり、およそ 10−4 から 10−2 の範囲内の値をタリー結果として得ていることがわかります。また、図 59 からこのタリー結果の平均

Probability density

チ終了時の PDF を出力します。図 61 に、図10−2

値は約 10−6 であり、ピークのある 10−3 とは

3 桁程違っていることから、0 で無いタリー
結果を得られる割合が 1/1000 程度であることがわかります。

10−5

PDF はタリー結果の具体的な数値を直接的に確認することが可能な指標であり、例えば、分布から（特に大きな値の方に）外れた領域

図 61:

10−4

10−3
Tally value

10−2

10−1

タリー結果の確率密度分布 (PDF)。

に値を持っているといった異常を発見しやすくなります。ただし、きれいな分布構造を確認するためには、他の統計指標と比べて多くのヒストリー数が必要となるのでご注意ください。この観点から、PDF は statistical

check sheet の項目には入れておりません。

6. タリーセクションの共通書式

270

6.10.3

Statistical check sheet

この check sheet では、平均値、統計誤差、分散の分散 (VOV: variance of variance)、性能指数(FOM: figure of merit) に関するバッチ終了時の値 (current value) と全ヒストリー数に対する依存性 (history dep.) を出力し、統計的に信頼できる基準値と比較することで、合計 6 個のチェック項目について pass したかどうかを判定します。
ヒストリー数に対する依存性は全ヒストリーの後半の結果から評価しており、例えば 100 バッチが終了
した時は 51 から 100 バッチの時の値を使って評価します。平均値と FOM はヒストリー数依存性がない、すなわち一定値に収束することから、 f (Nbatch ) = aNbatch + b の関数（ここで、Nbatch は全バッチ数）を仮定して最小二乗法でフィッティングを行い、その係数 a が 0 に近いかどうかで判定します。具体的には、この係数を最終バッチ時の値で規格化した値の絶対値が 0.05 未満であれば yes とし、以上であれば no と判定します。統計誤差については、ヒストリー数の平方根の逆数に比例することから、 f (Nbatch ) = b exp(aNbatch ) の関数を仮定して最小二乗法でフィッティングを行い、係数 a が −0.5 に近いかどうかで判定します。具体的には、−0.475 から −0.525 の範囲にあれば yes とします。VOV については、ヒストリー数に対して反比例となることから、統計誤差と同様の関数系を仮定して最小二乗法を行い、係数 a が −1.0 に近いかどうかで判定します。具体的には、−0.95 から −1.05 の範囲にあれば yes とします。
この check sheet で pass の判定に用いている基準値は絶対的なものではないことにご注意ください。計
算条件や目的とする計算精度によって、計算結果の信頼性を判断する基準は変わります。6 個の全てが yes
だからといって、常にその結果が信頼できるわけではありません。逆に、ある項目が no となっていても、その統計指標のヒストリー数に対する推移を確認することで、問題ないと判断できる場合もあります。

271

7

各タリーセクションの書式

7.1[ T-Track ] セクション

指定した任意の空間における粒子の fluence を出力します。このタリーでは、指定した空間を粒子が通過した際に、その空間における飛跡長 (track length) を計算しており (図 62 参照)、飛跡長の和を空間の体積で割ることによって、単位面積あたりの粒子の流量が得られるようになっています。
例えば、このタリーは指定した空間に置いた測定機器の応答の状況を調べるのに利用できます。各測定機器がもつ応答性能を ([cm2 ] の単位をもつ) 断面積の形で計算しておけば、その値を本タリーで求めた

fluence と掛け合わせることにより、シミュレートした状況においてその測定機器が何回応答するかを評価できます。

V

track length
図 62: Track タリー: 空間内の飛跡 (実線) の長さを計算する。

表 109: [t-track] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz, tet

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下にvolume 定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場合
は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。
volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

e-type =1,2,3,4,5

エネルギーメッシュ。
エネルギーメッシュサブセクションが必要。

t-type =a-type =1,2,3,4,5(省略可)

時間メッシュ。

1, 2, -1, -2（省略可）

mesh=r-z とした場合の θ に関する角度メッシュ。
角度メッシュサブセクションが必要。

時間メッシュサブセクションが必要。

7. 各タリーセクションの書式

272

表 110: [t-track] パラメータ (2)
名前

値

説明

part =

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

axis =

eng,reg,x,y,z,r,

出力データの x 軸。

tet,
rad,deg,

出力データの x 軸（mesh=tet でのみ有効）。

xy,yz,xz,rz,t

2 次元表示。
時間軸。

samepage = （省略可, D=part）

出力データの x 軸（mesh=r-z で、θ に関する自由度）。

画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。

axis で定義可能なパラメータを指定できる。
file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1 つのみ指定。

unit =

1,2,3,4

11,12,13,14

1: [1/cm2 /source]
2: [1/cm2 /MeV/source]
3: [1/cm2 /Lethargy/source]
4: [cm/source]
11:[1/cm2 /nsec/source]
12:[1/cm2 /nsec/MeV/source]
13:[1/cm2 /Lethargy/nsec/source]
14:[cm/nsec/source]

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

unit = 3, 13 の場合の Lethargy はエネルギーに関する自然対数目盛を表しています。各エネルギービ
ンの上限と下限がそれぞれ Ehigh , Elow のときに、各 Lethargy の幅を ln(Ehigh /Elow ) で与えます。

unit = 1, 2, 3, 11, 12, 13 を指定すると、fluence、すなわち入射粒子あたりの飛跡長の和をその空間の体積で割った値を出力します。ただし、reg メッシュを用いている場合は、その体積を [Volume] セクションで与える必要があります。これが与えられていないときは、体積が 1cm3 であるとして、入射粒子
あたりの飛跡長の和をそのまま出力します。r-z, xyz メッシュの場合は体積が自動的に計算できますので、その値が用いられます。unit=4,14 を指定すると、体積で割らずにそのまま飛跡長の和を出力します。
本タリーに関しては、mesh=r-z とした場合に、既存の r, z メッシュに加え、θ メッシュを指定することができます。θ に関するメッシュを指定する際は、a-type を用いてください。また、角度を横軸にして出力する場合は、axis として rad か deg を指定してください。rad は radian で、deg は degree の単位で出力します。

7.1. [ T-Track ] セクション273

表 111: [t-track] パラメータ (3)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7. 各タリーセクションの書式

274

表 112: [t-track] パラメータ (4)
名前

値

説明

material =(省略可)all, 数タリーする material を限定する。複数定義可。

all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume
correction を行う。(0 で無し)
volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。

multiplier =物質数 (省略可)

multiplier を物質毎に指定します。
詳細は 5.24.1 Multiplier サブセクションをご覧ください。

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rzの場合は無効。

bmpout =0(省略時),1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。mesh=xyz, axis=(xy,yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkout =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルを出力する。ファイル
名は出力ファイルの拡張子を vtk に変えたファイル名。mesh=xyz,

axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkfmt =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルのフォーマット。テキス
ト形式（0）またはバイナリ形式（1）を選択する。

foamout =0(省略時), 1, 2

1 でタリー出力結果（数値データ）を OpenFOAM フィールドデー
タ形式で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を foam に変えたファイル名。

2 でタリー出力結果（四面体要素番号、重心 x 座標、y 座標、z 座
標、体積、数値データ、相対誤差）を CSV 形式（コンマ区切り）で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を csv に変えたファ
イル名。

mesh=tet, axis=tet のときのみ有効。
maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファ
イルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、epsファイルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

7.1. [ T-Track ] セクション275

表 113: [t-track] パラメータ (5)
名前

値

説明

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ

分散モード (istdev=1) では設定不可。
分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

iextstat =0 (省略時),1,2

拡張された統計指標出力機能に関するオプション。

0: 平均値と統計誤差の全ヒストリー数に対する推移を出力する。
1: iextstat=0 の内容に加えて分散の分散 (VOV: variance of variance) と性能指数 (FOM: figure of merit) の全ヒストリー数に対する推移を出力させ、statistical check sheet を出力する。
2: iextstat=1 の内容に加えて、タリー結果の確率密度分布 (PDF:
probability density function) を出力する。この場合は、タリー結果の範囲を確認するテスト計算を実行し、出力範囲を設定して本計算を実行してください。

prodenmn =prodenmx =(省略可、D=1e-2)(省略可、D=1e+2)

PDF の出力範囲の下限。
PDF の出力範囲の上限。

nbproden =(省略可、D=100)

PDF の出力時の分割数（対数スケール）。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。
拡張された統計指標出力機能を使用する場合は、[parameters] において itall=3 とし、対象とする[t-track] において anatally サブセクションを設定した上で、iextstat を指定してください。Anatally
サブセクションは、anatally start と anatally end で挟んだ領域で設定します。iextstat=2 で PDFを出力させる場合、対象とするタリー結果の取り得る範囲がわかっている場合は、prodenmn, prodenmx,

nbproden パラメータによって PDF の出力範囲を指定し、本計算モードで PHITS を動かしてください。範囲がわからない場合は、これらの 3 つのパラメータを指定せず、テスト計算モードで PHITS を動かし、その範囲を確認してから本計算モードに進んでください。なお、iextstat, prodenmn, prodenmx, nbproden
は anatally サブセクションの外側で指定するようにしてください。拡張された統計指標出力機能についての詳細は、6.10 節をご覧ください。

7. 各タリーセクションの書式

276

7.2

[ T-Cross ] セクション

指定した任意の面における粒子の current、または flux を出力します。粒子が面を通過する度にそのま
まカウントするものが current で、面の法線ベクトルに対して粒子が角度 θ で入射した場合に 1/ cos θ の重みを付けてカウントするものが flux（ただし、単位時間あたりの量ではないので、正確には fluence）です。これらは共に面を通過する単位面積あたりの粒子の数を意味する物理量ですが、current が単に指定した面を通過する粒子の総量を評価するのに対し、flux は粒子の流れの方向に垂直な面を通過する量を評価します。したがって、単位面積あたりの値を求める際に必要となる面積が違うこととなり (図 63 参照)、

flux の場合は 1/ cos θ の重みを付けてカウントすることになります。なお、図 63 の S は、mesh=reg を選択している場合は形状メッシュサブセクションにおいて area として与えます。mesh=r-z, xyz を選択している場合は自動的に計算された値が使用されるため必要ありません。

direction ofparticle trajectory

Scosθ
S
θ

図 63: 指定した面の面積 S と粒子の運動の方向に対して有効な面素 S cos θ の関係。
本タリーの flux は 1/ cos θ の重みを考慮した量となるため、[t-track] で指定する領域の厚さを無限に薄くした場合と同等の結果が得られます。これにより例えば、指定した面に沿って設置した測定機器の応答の状況を調べるのに利用でき、前もって ([cm2 ] の単位をもつ) 断面積の形で計算しておいた各測定機器の応答性能と掛け合わせることにより、その測定機器が応答する回数を見積もることができます。
表 114: [t-cross] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz

メッシュ型、メッシュ型サブセクションが必要。

enclos =0(省略時),

mesh=r-z のときは z 軸に垂直な面と r 軸に垂直な面の 2 種類をタリー面として定義。mesh=xyz のときは z 軸に垂直な面のみをタリー面として

1

メッシュ型によって区切られた領域を取り囲む面をタリー面として定義。

定義。

1 つの領域を構成する全ての面を 1 つのタリー面として扱う。
r-z メッシュの時にメッシュの側面が円柱状のあるセルの側面と一致する場合や、xyz メッシュの時に座標変換によって存在するセルの境界面とタリー面が一致する場合は、計算結果がおかしくなる可能性があるので注意してください。
バージョン 3.10 より、mesh=xyz または r-z とした場合に enclos=1 とすることで、メッシュ型によって区切られた領域を取り囲む面をタリー面として設定する機能を追加しました。このとき、1 つの領域を構成する全ての面を、1 つのタリー面として扱います。例えば mesh=xyz の場合、enclos=0 では z 軸に垂直な面のみをタリー面としますが、enclos=1 では xyz メッシュで形作られる直方体の 6 面をタリー面とします。また、forward はタリー面に囲まれた領域に流入する方向、backward はタリー面に囲まれた領域から流出する方向を意味します。そして、単位面積当たりの量の計算では、その閉曲面の総面積を使用します。

7.2. [ T-Cross ] セクション277

表 115: [t-cross] パラメータ (2)
名前

値

説明

e-type =1,2,3,4,5 (省略可)エネルギーメッシュ。
エネルギーメッシュサブセクションが必要。

eng2let =0(省略時)= 1e-type で指定したエネルギーを LET に変換しない。
エネルギーを LET(keV/µm) に変換する。結果を LETの関数として出力するには、eng2let=1 とした上で

axis=let とする。
t-type =a-type =1,2,3,4,5

時間メッシュ。

(省略可)

時間メッシュサブセクションが必要。

1, 2, -1, -2 (省略可)角 度 メッシュ(1, 2 :cos, -1, -2 :degree)。a-curr,

oa-curr の時に指定する必要がある。角度メッシュサ
ブセクションが必要。

iangform =0（省略時）,1,2,3

a-type mesh の角度基準を選択する。
0: 面の法線ベクトルと粒子の運動方向の成す角度（θと等しい）。

1: x 軸と粒子の運動方向の成す角度。
2: y 軸と粒子の運動方向の成す角度。
3: z 軸と粒子の運動方向の成す角度。
part =

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

axis =

eng, let, reg, x, y, z, r,

出力データの x 軸。

cos, thexy

角度 (cos, the)。

yz, xz, rzt

2 次元表示。enclos=1 の場合のみ有効。
時間軸。

samepage = （省略可, D=part）

2 次元表示。

画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。axis で定義可能なパラメータを指定できる。

file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1 つのみ指定。

7. 各タリーセクションの書式

278

表 116: [t-cross] パラメータ (3)
名前

値

説明

unit =

1, 2, 3, 4, 5, 6

1: [1/cm2 /source]
2: [1/cm2 /MeV/source]
3: [1/cm2 /Lethargy/source]
4: [1/cm2 /sr/source]
5: [1/cm2 /MeV/sr/source]
6: [1/cm2 /Lethargy/sr/source]

11, 12, 13, 14, 15, 16

11: [1/cm2 /nsec/source]
12: [1/cm2 /MeV/nsec/source]
13: [1/cm2 /Lethargy/nsec/source]
14: [1/cm2 /sr/nsec/source]
15: [1/cm2 /MeV/sr/nsec/source]
16: [1/cm2 /Lethargy/sr/nsec/source]

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

output =flux
current

タリー面における粒子フラックスを出力。

f-currb-curr

面を前方に向かって横断する粒子数を出力。

タリー面を横断する粒子数を出力。
タリー面を後方に向かって横断する粒子数を出力。
以下は、エネルギー分布や角度分布の有無を明示的に出力するオプションですが、version 3.34 以降の使用は奨励されていません。

o-currof-curre-type を指定しない場合の current。
e-type を指定しない場合の f-curr。

ob-curr
a-curroa-curre-type を指定しない場合の b-curr。
a-type を指定した場合の current。
e-type を指定せず a-type を指定した場合の current。

a-fluxoa-fluxa-type を指定した場合の flux。
e-type を指定せず a-type を指定した場合の flux。

角度メッシュを用いることで、面の法線ベクトルとのなす角 θ
毎の current もカウントできます。図 64 はこの測定をイメージしたものです。unit=4, 5, 6, 14, 15, 16 を指定すると、角度メッシュサブセクションで与えられる角度のビンの幅から対応θする立体角を計算し、単位立体角あたりの量を出力します。

unit = 3, 6, 13, 16 の場合の Lethargy はエネルギーに関する自然対数目盛を表しています。各エネルギービンの上限と下限がそれぞれ Ehigh , Elow のときに、各 Lethargy の幅を ln(Ehigh /Elow )で与えます。

図 64:
角 度 メッシュを 用 い た
unit = 4, 5, 6, 14, 15, 16 の場合の sr は、立体角の単current の角度分布の評価。
位ステラジアン (steradian) を表しています。

output=f-curr, b-curr, of-curr, ob-curr は、xyz メッシュと r-z メッシュで利用できます。ただし、xyz メッシュの場合は、z 軸の方向に対してのみタリーが機能します。

7.2. [ T-Cross ] セクション279

表 117: [t-cross] パラメータ (4)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=2)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

gslat =

2（省略時）,= 0= 1

gshow を指定した際の lattice の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。
境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2

同じセルの場合は境界線を描画しない。

= 3

同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =
z-txt =

(省略可)
(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。
z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

width =

0.5(省略時)

gshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol 倍します。
gshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7. 各タリーセクションの書式

280

表 118: [t-cross] パラメータ (5)
名前

値

説明

dump =

データ数

ファイルに粒子の情報をダンプします。mesh=reg のみ。正で与えた時はバイナリー、負の時はアスキーファイル。

(次行)

データ定義

データの順番を定義します。ただし、idmpmode=1 の使用のためには、nocas および nobch の情報が必要です。

letmat =(省略可)（eng2let=1 の場合のみ有効）LET(dE/dx) を評価する物質番号。
省略時は、実際の物質。
物質を指定する場合の密度は、[Material] セクションで定義された密度となる。したがって、水に対する LET 分布を計算したい場合、[Material] セクションで、水の密度が 1g/cm3 となるように定義する必要がある。また、負の場合は電子・陽電子のdE/dx として 1g/cm3 の水に対する値が参照される。詳しくは、“phits/recommendation/ParticleTherapy” を参照してください。
multiplier =物質数 (省略可)

multiplier を物質毎に指定します。102
詳細は 5.24.1 Multiplier サブセクションをご覧ください。

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz,

rz の場合は無効。
maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファイルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、eps ファイルとして図示する際にその数を制限するパラメー
タです。

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッ
チ分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッ
チ分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

[t-cross] で、dump を用いることができるのは、reg メッシュのみです。また、axis は reg に固定されます。dump を指定したときは、e-type, a-type, t-type の指定は、上限と下限の意味しかもちません。
unit は 1 に固定、output は current もしくは、a-curr, oa-curr になります。dump 定義文を用いてダンプさせる時は、axis、file 数ともにひとつに制限されます。dump するデータを書き込むファイルは、

file 定義文で指定した名前に ‘‘ dmp’’ を付けたファイルです。file 定義文で定義された file 名には、通常のタリーの結果が書き出されます。（バージョン 2.66 以前では、file=で指定したファイルに dump するデータが書き込まれ、通常のタリー結果を出力するファイルとして.cfg をつけたファイルが作成されていました。）dump ファイルを使用した接続計算を idmpmode=1 で実行するには、nocas および nobch の情報を出力しておく必要があります。また、idmpmode=1 を使用するためには、ここで出力される ‘‘ dmp’’ が付いた dump ファイルと共に file=で指定した名前の通常のタリー出力ファイルが必要になります。メモリ
102 バージョン 2.86 より、[t-cross] でも multiplier の機能が使えるようになりました。

7.2. [ T-Cross ] セクション281

共有型並列計算を実行する場合、本機能による dump ファイルの作成と dumpall によるイベント情報の書
き出しは共存できませんのでご注意ください。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

7. 各タリーセクションの書式

282

メッシュ型として mesh=reg を選択した場合、それに続くメッシュ型サブセクションにおいて、タリーするための横断面を定義する必要があります。横断面の定義は、出て行く領域 (r-from) と入ってくる領域(r-to) の領域番号を指定する形で行います103 。また、単位面積あたりの量を計算するために、その横断面の面積を area （単位は cm2 ）として与えてください。
mesh=reg の場合のメッシュ型サブセクションは、次のような書式となります。
mesh = reg
reg = number of crossing surfaces
r-from r-to
area
2
8
3
8
( 4 5 ) ( 4 5 )

10.0
5.0
2.0

(13<5)(13<6)(14<5)(14<6)

7.0
7.0(13<7)...
...

(14<7)
...
...

7.0
....
....

mesh=reg と書いた次の行で、reg=により、指定したい横断面の数を決めてください。更にその次の行から、行列形式で r-from, r-to, area を指定します。これらは reg=で決めた数の行数分のデータセットが必要です。データ列の順番は、r-from r-to area がデフォルトです。この見出しの行は省略できますが、もし順番を変える場合は、area r-from r-to のように各列の見出しを明示してください。また、読み飛ばし
コラム用の non も使えます。領域番号を指定する際は、領域をまとめる ( { 2 - 5 } 8 9 ) という書式や( 6 < 10[1 0 0] < u=3 ) などの lattice, universe 構造も利用できます。ただし、単一の数字で無い
場合は必ず (

) で括ってください。これらの順番を変えたい場合は、見出しの順番を変えます。
mesh=reg とした際に、粒子 fluence を求める場合は注意が必要です。上の例題において、上から 3 番目に示した指定方法以外は、片方向の fluence になります。したがって、粒子 fluence をタリーする場合
は、両方向の寄与を足し合わせるために、r-from と r-to の両方に横断面を挟む 2 つの領域番号を書いてください。
メッシュ型で、mesh=r-z を選択した場合は、ri − ri+1 で定義される領域の nz+1 個の z 横断面と、zi − zi+1で定義される領域の nr+1 個の r 横断面の 2 種類の横断面が定義されます。r-surface と外部ボイドの面が同じ場合は、この面での cross は、タリーされませんからご注意ください。
メッシュ型で、mesh=xyz を選択した場合は、 xi − xi+1 , y j − y j+1 で定義される領域の nz+1 個の z 横断面が定義されます。このとき、 x, y 横断面は定義されません。

mesh = r-z, xyz の時は、面を横断する粒子の両方向が自動的に入ります。 また、これらの時の forward
は、z 面では、正方向、r 面では中心から外方向を意味します。バージョン 3.05 より、z-type=1 とした場
合に nz=0 とすることで、タリー面を 1 面だけ設定できるようにしました。

103 バージョン 2.96 以前は、r-from と r-to ではなく、それぞれ r-in と r-out を使用していました。r-in と r-out は、バージョン 2.97 以降でも利用できますが、出て行く領域 (r-in) と入ってくる領域 (r-out) の in と out が逆になっていますのでご注意ください。

7.3. [ T-Point ] セクション

7.3

283

[ T-Point ] セクション[t-point] タリーは、ある点 (point detector) やリング状の線分 (ring detector) におけるフルエ
ンスを計算することができます。PHITS は、通常、設定した領域に確率的に入ってくる放射線をタリーする
ため、タリー領域が小さくなると、十分な統計精度を得るためには極めて長い計算時間を要する場合があります。極端な例として、タリー領域を点や線分に設定した場合、どれだけ計算時間を費やしても結果を得ることはできません。[t-point] タリーは、[t-track] や [t-cross] タリーの手法とは異なり、線源位
置、もしくは、散乱によって粒子が発生した地点で、タリー位置への方向確率と透過確率を計算して評価することができるため、粒子の存在確率が小さい領域での測定に有効に機能します。 ただし、散乱点での生成粒子の角度分布、エネルギー分布があらかじめ分かっていないと評価できません。また、物質中での荷電粒子のエネルギー損失があると透過確率の評価が難しいので、対象粒子は、核データの存在する中性子と光子に限られます。したがって、[t-point] タリーの利用条件は、(1) 輸送計算の上限エネルギーは、ライブラリを使う上限エネルギー (dmax) とする(2) 検出可能な粒子は中性子・光子のみとする(3) Event Generator mode 及び EGS5 mode を使用しない(4) 面定義で全反射や白色反射の面を利用しないとなります。本タリーの計算原理や具体的な利用方法については、\phits\utility\tpoint フォルダにある readme やサンプルインプットをご参照ください。
表 119: [t-point] パラメータ (1)
名前

値

説明

point =

数指定する point detector の数。サブセクションが必要。

ring =

数指定する ring detector の数。サブセクションが必要。

e-type =1,2,3,4,5

エネルギーメッシュ。
エネルギーメッシュサブセクションが必要。

t-type =1,2,3,4,5(省略可)

時間メッシュ。

part =

粒子名 (省略可)

タリーする粒子。省略時は neutron photon。

axis =

eng, t

出力データの x 軸。

samepage = （省略可, D=part）

時間メッシュサブセクションが必要。

画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。axis
で定義可能なパラメータを指定できる。point, ring も指定可能。

file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1 つのみ指定。

unit =

1, 2, 3

1: [1/cm2 /source]

11, 12, 13

2: [1/cm2 /MeV/source]
3: [1/cm2 /Lethargy/source]
11:[1/cm2 /nsec/source]
12:[1/cm2 /nsec/MeV/source]
13:[1/cm2 /Lethargy/nsec/source]

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

unit = 3, 13 の場合の Lethargy はエネルギーに関する自然対数目盛を表しています。各エネルギービ
ンの上限と下限がそれぞれ Ehigh , Elow のときに、各 Lethargy の幅を ln(Ehigh /Elow ) で与えます。

7. 各タリーセクションの書式

284

通常のタリーで指定する mesh パラメータの代わりに、[t-point] タリーでは、point もしくは ring パ
ラメータを指定します。まず、point detector の場合、入力書式は次のようになります。

[ T-point ]point =
1

# number of point detectors

non
1

y
0.0

x
10.0

z
50.0

r0
1.0

point=n で point detector の個数 n を指定します。ひとつの [t-point] タリーセクションで定義できるポイントの上限数は 20 です。これ以上のポイントを定義するときは、複数のセクションを用意してください。次の行には、ポイントを指定する座標 (x,y,z)、ポイント周辺の特異領域の半径 (r0) のデータ順を定義します。読み飛ばしのコラムの指標 (non) も使えます。これらのデータの並びを変えるときは、この行で指定してください。この定義文の下に point=で指定した数だけデータを定義します。座標は、x,y,z 座
標 [cm] で指定し、特異領域の半径 (r0) も [cm] で指定してください。ここで、特異領域の半径について
は、\phits\utility\tpoint フォルダにある readme をご参照ください。
次に、ring detector の場合は、次のような入力書式になります。

[ T-point ]ring =
1
non
axis
1

z

# number of ring detectors
ar
rr
r0
50.0

10.0

1.0

ring=n で ring detector の個数 n を指定します。次の行には、リングの軸を x,y,z の文字で指定する
axis、原点からリングの位置までの距離 (ar)、リングの半径 (rr)、ポイント周辺の特異領域の半径 (r0)のデータ順を定義します。読み飛ばしのコラムの指標 (non) も使えます。これらのデータの並びを変えるときは、この行で指定してください。この定義文の下に ring=で指定した数だけデータを定義します。リング
軸は (x,y,z) の文字で指定し、リングまでの距離 (ar) とリングの半径 (rr) は [cm] で指定します。特異領域の半径 (r0) も [cm] で指定してください。ここで、特異領域の半径については、\phits\utility\tpoint
フォルダにある readme をご参照ください。
表 120: [t-point] パラメータ (2)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

multiplier =物質数 (省略可)

multiplier を物質毎に指定します。
詳細は 5.24.1 Multiplier サブセクションをご覧ください。

7.3. [ T-Point ] セクション285
表 121: [t-point] パラメータ (3)

名前

値

説明

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rzの場合は無効。

maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファ
イルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、epsファイルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

iextstat =0 (省略時),1,2

拡張された統計指標出力機能に関するオプション。

0: 平均値と統計誤差の全ヒストリー数に対する推移を出力する。
1: iextstat=0 の内容に加えて分散の分散 (VOV: variance of variance) と性能指数 (FOM: figure of merit) の全ヒストリー数に対する推移を出力させ、statistical check sheet を出力する。

2: iextstat=1 の内容に加えて、タリー結果の確率密度分布 (PDF:
probability density function) を出力する。この場合は、タリー結果の範囲を確認するテスト計算を実行し、出力範囲を設定して本計算を実行してください。

prodenmn =prodenmx =(省略可、D=1e-2)(省略可、D=1e+2)

PDF の出力範囲の下限。
PDF の出力範囲の上限。

nbproden =(省略可、D=100)

PDF の出力時の分割数（対数スケール）。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。
拡張された統計指標出力機能を使用する場合は、[parameters] において itall=3 とし、対象とする[t-point] において anatally サブセクションを設定した上で、iextstat を指定してください。Anatally
サブセクションは、anatally start と anatally end で挟んだ領域で設定します。iextstat=2 で PDFを出力させる場合、対象とするタリー結果の取り得る範囲がわかっている場合は、prodenmn, prodenmx,
nbproden パラメータによって PDF の出力範囲を指定し、本計算モードで PHITS を動かしてください。範囲がわからない場合は、これらの 3 つのパラメータを指定せず、テスト計算モードで PHITS を動かし、その範囲を確認してから本計算モードに進んでください。なお、iextstat, prodenmn, prodenmx, nbproden
は anatally サブセクションの外側で指定するようにしてください。拡張された統計指標出力機能についての詳細は、6.10 節をご覧ください。

7. 各タリーセクションの書式

286

7.4

[ T-Adjoint ] セクション

光子輸送の adjoint mode 計算 (iadjoint=1) で結果を出力するタリーです。このタリーの結果は通常の輸送計算における [T-Track] タリーの結果に相当します。Adjoint mode 計算の詳細や [T-Adjoint]の e-type（エネルギーメッシュ）、e-smin、e-smax、 factor パラメータ定義については 5.2.9 節と\phits\utility\adjoint\ フォルダにあるサンプルインプットをご参照ください。
表 122: [t-adjoint] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下に volume 定義文が必要です。省略した場合、[volume] セク
ションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った
場合は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。

volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

e-type =1,2,3,4,5

エネルギーメッシュ。
エネルギーメッシュサブセクションが必要。

1,2,3,4,5

時間メッシュ。

(省略可)

時間メッシュサブセクションが必要。

eng, reg, x, y, z, r
xy, yz, xz, rz

出力データの x 軸。

t

時間軸。

file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でもt-type =axis =

2 次元表示。

1 つのみ指定。
unit =

1 (のみ)[1/cm2 /source]

factor =(省略可, D=1.0)

normalization factor。実際の光子線源放射量を定義。

7.4. [ T-Adjoint ] セクション287

表 123: [t-adjoint] パラメータ (2)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7. 各タリーセクションの書式

288

表 124: [t-adjoint] パラメータ (3)
名前

値

説明

material =(省略可)タリーする material を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場
合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした
場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュのvolume correction を行う。(0 で無し)
volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。

multiplier =物質数 (省略可)

multiplier を物質毎に指定します。
詳細は 5.24.1 Multiplier サブセクションをご覧ください。

m-source =(D=1)[source] セクションに記載されているマルチソースの数を指定（最大 6 まで）。出力ファイルにはマルチソース毎にフラックスと相対誤差を出力する。

e-smin =(D=0.58)

実際の光子線源の最大エネルギー。

e-smax =(D=0.62)

実際の光子線源の最小エネルギー。

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz,

rz の場合は無効。
ctmin(i) =ctmax(i) =(省略可、D=-9999)(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最小値。
i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッ
チ分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッ
チ分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

Anatally サブセクションを設定することで、タリー結果と統計誤差の推移を表示する機能を有効にした
際に、出力させるメッシュを指定することができます。Anatally サブセクションは、anatally start とanatally end で挟んだ領域で設定します。詳細は、6.10 節をご覧ください。

7.5. [ T-Deposit ] セクション

7.5

289

[ T-Deposit ] セクション

放射線による付与エネルギー（発熱）を出力するタリーです。バージョン 3.05 以降、カーマ近似を用いた中性子や光子による付与エネルギーも計算できるようになりました。カーマ近似の使用の有無は、イベ
ントジェネレータモードや電子輸送計算の設定に従って自動的に調整されます（詳しくは、[parameters]
セクションの 5.2.8 節にある ikerman, ikermap を参照）。ただし、中性子のカーマ近似が有効となるのは、核データを利用する dmax(2)（通常は 20 MeV）以下のみです。
荷電粒子による付与エネルギーを計算する場合は、ユーザーが usrdfn1.f や usrdfn2.f を変更して自由に定義できるファクターを乗じることができます。ただし、この機能はカーマ近似や飛跡構造解析モードには適応していませんのでご注意ください。サンプルプログラムとして、usrdfn1.f には粒子の LET に ICRP60で定義された Q(L) 関係を乗じて線量当量を導出するプログラムが、usrdfn2.f には、microdosimetrickinetic model に基づいて生物学的線量を導出するプログラムが入っています。なお、これら既定プログラ
ムを使う場合は、letmat で水を指定する必要があります（詳しくは奨励設定の particletherapy を参照）。
本タリーにおいて output=deposit とした場合は、ヒストリー毎の付与エネルギー分布を計算するため、検出器の応答を模擬することができます。その際、ファノ因子などを指定することにより検出器の分解能も考慮可能です。なお、output=deposit の場合は、カーマ近似による付与エネルギーが考慮されませんので、必ずイベントジェネレータモードや電子輸送計算を行うように設定してください。また、[weightwindow] などの使用により、1 ヒストリー内でエネルギー付与する粒子のウエイトが変わる場合は適切な結果が得られませんのでご注意ください。
表 125: [t-deposit] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz, tet

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下にvolume 定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場合

は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。

volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

e-type =1,2,3,4,5

エネルギーメッシュ。output=deposit に必要。

t-type =1,2,3,4,5(省略可)

時間メッシュ。

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

エネルギーメッシュサブセクションが必要。

part =

時間メッシュサブセクションが必要。

neutron や photon を指定した場合は、中性子や光子のカーマ近似による付与エネルギーがそれぞれ出力されます。

[t-deposit] では、タリーする領域に入る粒子ごとの付与エネルギーを part=で指定して計算することはできません。領域に入る粒子毎の付与エネルギーをタリーするには、[counter] で part=を用いて、特定の入射粒子から引き起こされる付与エネルギーをカウンターで指定する必要があります。

7. 各タリーセクションの書式

290

表 126: [t-deposit] パラメータ (2)
名前

値

説明

axis =

eng,reg,x,y,z,r,

出力データの x 軸。

tet,
xy,yz,xz,rz,t-eng,eng-tt

出力データの x 軸（mesh=tet でのみ有効）。

samepage = （省略可, D=part）

2 次元表示。
時間軸。
画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。axis で定義可能なパラメータを指定できる。

file =

file nameresfile =(省略可, D=file)axis の数だけ定義する。
再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合
でも 1 つのみ指定。

unit =

0,1,2,3,4,5

0: Dose [Gy/source]; output=dose のみ
1: Dose [MeV/cm3 /source] output=dose のみ
2: Dose [MeV/source] output=dose のみ
3: Number [1/source]; output=deposit のみ
4: Number [1/nsec/source]; output=deposit のみ
5: Dose [J/m3 /source]; output=dose のみ

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

output =dose
deposit

荷電粒子のエネルギー付与をタリーする。
イベント毎のエネルギー付与分布をタリーする。e-type サ
ブセクションが必要。
カーマ近似によるエネルギー付与は考慮されないので、必ずイベントジェネレータモードや電子輸送計算を行うように設定してください。

deposit =0(省略時), 1

output=deposit 選択時のエネルギー表示オプション。
0: total deposit および各粒子の寄与の分布（通常はこちらをご使用ください）。

1: 各粒子の deposit エネルギー分布（ver. 2.81 以前の計算方法です）。
output=dose で unit=0 とした場合、[Gy/source] を単位とする吸収線量が出力されます。mesh=reg の場合は、volume パラメーターを用いるか、[volume] セクションにおいて各領域の体積を設定する必要があります。ただし、吸収線量は不可算量ですので、各 x 軸に関する積分値 (sum over) は出力されません。
また、領域内に複数の物質が混在する場合、その領域の吸収線量は全体の平均値とならないことにご注意ください。例えば、領域の 1 と 2 にある質量 M1 と M2 の物質にそれぞれ E1 と E2 の熱量が吸収された場合、E 1 V1
E2 V2+E2ですが、PHITS で計算する値は M+Mとなります。ここで、V1 とその平均吸収線量は ME11 +M
2
1 V1 +V2
2 V1 +V2

V2 はそれぞれ領域 1 と 2 が占める体積を表します。
output=deposit で deposit=0 とした場合、part パラメータで指定した粒子種の total deposit (part=allの結果) に対する寄与を出力します。その際に、part パラメータで all が指定されていない時は、自動的にall が追加されます。一方、output=deposit で deposit=1 とした場合、粒子種毎の deposit エネルギー分布が個別に出力されるため、各粒子種について得られた結果を足し上げた値と all を指定した結果は一致しませんのでご注意下さい。

output=deposit で deposit=0 とした場合、part=all 以外のタリー結果に対する統計誤差は、istdevの値に関わらず、ヒストリー分散モードにより計算した標準偏差となります。

7.5. [ T-Deposit ] セクション291

表 127: [t-deposit] パラメータ (3)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7. 各タリーセクションの書式

292

表 128: [t-deposit] パラメータ (4)
名前

値

説明

material =(省略可)タリーする material を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume
correction を行う。(0 で無し)
volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。

letmat =(省略可)LET(dE/dx) を評価する物質番号。省略時は、実際の物質。
物質を指定する場合の密度は、[Material] セクションで定義された密度となる。したがって、水に対する LET 分布を計算したい場合、[Material] セクションで、水の密度が 1g/cm3 となるように定義する必要がある。また、負の場合は電子・陽電子のdE/dx として 1g/cm3 の水に対する値が参照される。詳しくは、“phits/recommendation/ParticleTherapy” を参照してください。
dedxfnc =(省略可, D=0)

0:ファクター無し。1:usrdfn1 を使用。2:usrdfn2 を使用。
サンプルプログラムとして、“usrdfn1.f” には粒子の LET に ICRP60で定義された Q(L) 関係を乗じて線量当量を導出するプログラムが入っており、“usrdfn2.f” には microdosimetric kinetic model に基づいて生物学的線量を導出するプログラムが入っています。これらの関数は、カーマ近似や飛跡構造解析モードによる付与エネルギーは考慮されませんのでご注意ください。

dresol(省略可, D=0.0)

検出器の分解能を表すパラメータ 1。output=deposit の場合のみ有効。dresol=σr , dfano=F の場合、各イベントの付与エネルギー E√
σ2r + FE のガウス分布に従って分散される。ただし、は標準偏差がdresol<0 の値を入力すると、エネルギー分解能（エネルギー依存性やピーク形状などは）“usrresol.f” で定義されたもので置き換わる。

dfano=(省略可, D=0.0)

検出器の分解能を表すパラメータ 2。output=deposit の場合のみ有効。dresol=σr , dfano=F の場合、各イベントの付与エネルギー E√
は標準偏差が σ2r + FE のガウス分布に従って分散される。

一般に fano factor は無次元量として定義されていますが、dfano パラメータはエネルギーの次元をもつ量として定義されていますのでご注意ください。例えば、Si 半導体検出器で fano factor を 0.1、一対の電子正孔対を生成するのに必要な平均エネルギーを 3.62eV とすると、dfano=3.62E-06 * 0.1 = 3.62E-07となります。

7.5. [ T-Deposit ] セクション293

表 129: [t-deposit] パラメータ (5)
名前

値

説明

nlatcel（省略可）

Lattice 内にある同一セル番号へのエネルギー付与量を各格子別に扱って統計処理したい場合に，その Lattice を定義するセル番号（lat コマンドのあるセル番号）を指定する。1 つのみ指定可
能で，省略もしくは 0 が指定された場合は各格子別に扱わない。

output=deposit のときのみ有効。
nlatmem（省略可、D=1000）

epsout =0(省略時),1,2

nlatcel を利用した際の 1 ヒストリー内で別個に扱うセルの最大個数。
1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz,

rz の場合は無効。
bmpout =0(省略時),1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。mesh=xyz, axis=(xy,yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkout =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルを出力する。ファイル
名は出力ファイルの拡張子を vtk に変えたファイル名。mesh=xyz,

axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkfmt =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルのフォーマット。テキスト形式（0）またはバイナリ形式（1）を選択する。

foamout =0(省略時), 1, 2

1 でタリー出力結果（数値データ）を OpenFOAM フィールドデー
タ形式で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を foam に変えたファイル名。

2 でタリー出力結果（四面体要素番号、重心 x 座標、y 座標、z 座
標、体積、数値データ、相対誤差）を CSV 形式（コンマ区切り）で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を csv に変えた
ファイル名。

mesh=tet, axis=tet のときのみ有効。
maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファイルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、eps ファイルとして図示する際にその数を制限するパラメー
タです。

ctmin(i) =ctmax(i) =(省略可、D=-9999)(省略可、D= 9999)

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。
i-th カウンターの最大値。
ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッ
チ分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッ
チ分散モード (istdev=1) では設定不可。

7. 各タリーセクションの書式

294

表 130: [t-deposit] パラメータ (6)
名前

値

説明

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

reg = (100 200 300 · · · ) のような複数領域における付与エネルギーの総和を出力する機能の拡張として、条件に応じて重み付けを行う機能を追加しました。本機能を用いる事で、下式に示すように、指定した領域 i へのヒストリー毎の付与エネルギー Ehistory,i に対して、条件に応じて異なる係数 αi (Nlist ) を乗じ、複数領域の deposit energy の総和 Ehistory を算出します。
∑
Ehistory =αi (Nlist ) × Ehistory,i

(37)

i

本機能はヒストリー毎の付与エネルギーに応じて重み付けを行う機能で、特定領域への付与エネルギーに応じて電荷収集効率が変化するような、半導体ソフトエラー解析などに利用できます。エネルギーや LET など
粒子の条件に応じて付与エネルギーに重み付けを行いたい場合は、ユーザー定義重み付け関数（usrdfn1.fや usrdfn2.f）を作成する必要があります。本機能は mesh = reg のみ対応しており、reg = weightsumとする事で動作します。付与エネルギーに乗じる係数のリストを複数定義し、ヒストリー毎に指定した条件に応じて異なる係数リストを使用する事が可能です。本機能を使用する際の書式は次の通りです。

mesh = reg
reg = weightsum
ncond = 4
no
1

cell
100

operatorgeethres
0.1

list
1

2
3
and

100
100
200

gt
eq
lt

0.2
0.0
0.4

1
2
2

4
100
ncell = 5

le

0.5

3

cell
100
200

list010.0
0.1

list020.5
0.6

list031.0
2.0

list00
1.0
1.0

300
400
500

0.2
0.3
0.4

0.7
0.8
0.9

3.0
4.0
5.0

1.0
1.0
1.0

まず、ncond = m で条件の数 m を指定します。この次の行には、条件番号 (no)、領域番号 (cell)、演
算子 (operator)、閾エネルギー (ethres)、リスト番号 (list) のデータ順を定義します。これらのデー7.5. [ T-Deposit ] セクション295

タの並びを変えるときは、この行で指定してください。この定義文の下に ncond =で指定した数だけ条件を定義します。条件は、「1 ヒストリーにおいて、領域番号 (cell) への deposit energy が、閾エネルギー(ethres) に対して演算子 (operator) の関係を満たす場合、後述するリスト番号 (list) の係数を使用する」ことを意味します。条件に合致するか否かのチェックは上の行から順に行うため、いくつかの条件に合致するヒストリーに対しては、先に指定した条件が優先されます。全ての条件に合致しないヒストリーに対しては、list00 に記載した係数が使用されます。条件番号 (no) に and と記載することで複数の条件を設定できます。領域番号 (cell) では、領域をまとめる (2 - 5

8 9 ) という書式が使えます。また、( 6 < 10[1 0 0] < u=3 ) などの lattice, universe 構造も指定できます。ただし、単一の数字でない場合は必ず ( ) で括ってください。演算子 (operator) では、greater than(gt), greater equal(ge),equal(eq), less eqaul(le), less than (lt) の 5 種類を使用できます。閾エネルギー (ethres) の値の単位は MeV です。
続いて、ncell = n で総和を取る対象とするセルの数 n を指定します。この次の行には、領域番号 (cell)、
リスト番号 (listxx のデータ順を定義します。これらのデータの並びを変えるときは、この行で指定してください。この定義文の下に ncell =で指定した数だけ領域番号と係数を定義します。こちらの領域番号(cell) でも、領域をまとめる書式、lattice, universe 構造を指定できます。単一の数字でない場合は必ず ( ) で括ってください。なお、同じ領域番号を複数定義すると deposit energy が積算されますので注意してください。list00 を定義しない場合、全ての係数の値がゼロに設定されます。

7. 各タリーセクションの書式

296

7.6

[ T-Deposit2 ] セクション

このタリーは、[t-deposit] を 2 つの領域で同時に実行し、付与エネルギーをタリーしてその相関などを見るものです。dE, E カウンターなどの模擬に用いることができ、2 つの領域の付与エネルギーの相関を 2 次
元プロットすることなどができます。[t-deposit] において output=deposit とした場合と同様に、検出器の応答を模擬することができます。このタリーでは、[t-deposit] タリー同様、任意の物質の LET(dE/dx)の関数のユーザー定義のファクターを乗じることができます。これは、usrdfn1.f, usrdfn2.f で定義されます。
表 131: [t-deposit2] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =
reg =

reg
r1 r2

メッシュ型。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下に volume 定義文が必要です。省略した場
合、[volume] セクションで定義された体積の値が使必ず 2 つの領域番号を指定する。

用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場合は、volume を省略すると、インプット
エコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。

volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

e1-type =1,2,3,4,5

領域 r1 に関するエネルギーメッシュ。エネルギーメッ
シュサブセクションが必要。

e2-type =1,2,3,4,5

領域 r2 に関するエネルギーメッシュ。エネルギーメッ
シュサブセクションが必要。

t-type =1,2,3,4,5(省略可)

時間メッシュ。

part =

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

axis =

eng1,eng2,t,
e12,e21,t-e1,t-e2,e1-t,e2-t

出力データの x 軸。

samepage = （省略可, D=part）

時間メッシュサブセクションが必要。

2 次元表示。
画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。axis で定義可能なパラメータを指定できる。

file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis のunit =

1,2

場合でも 1 つのみ指定。

1: Number [1/source]
2: Number [1/nsec/source]

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor[t-deposit2] では、荷電粒子のエネルギー付与だけをタリーするので、タリーする領域に入る粒子ごとのエネルギー付与を part=で指定することはできません。領域に入る粒子毎の付与エネルギーをタリーす
るには、[counter] で part=を用いて、特定の入射粒子から引き起こされる付与エネルギーをカウンターで指定する必要があります。

7.6. [ T-Deposit2 ] セクション297

表 132: [t-deposit2] パラメータ (2)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

x-txt =
y-txt =
z-txt =

(省略可)
(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。
z-軸テキスト。

letmat1 =(省略可)領域 r1 に関する LET(dE/dx) を評価する物質番号。省略時は実際の物質。

letmat2 =(省略可)領域 r2 に関する LET(dE/dx) を評価する物質番号。省略時は実際の物質。
物質を指定する場合の密度は、[Material] セクションで定義された密度となる。したがって、水に対する LET 分布を計算したい場合、[Material] セクションで、水の密度が 1g/cm3 となるように定義する必要がある。また、負の場合は電子・陽電子のdE/dx として 1g/cm3 の水に対する値が参照される。詳しくは、“phits/recommendation/ParticleTherapy” を参照してください。
dedxfnc1 =(省略可,D=0)

領域 r1 に関して、0:ファクター無し、1: usrdfn1 を使用、2: usrdfn2を使用する。

dedxfnc2 =(省略可,D=0)

領域 r2 に関して、0:ファクター無し、1: usrdfn1 を使用、2: usrdfn2を使用する。
サンプルプログラムとして、“usrdfn1.f” には粒子の LET に ICRP60で定義された Q(L) 関係を乗じて線量当量を導出するプログラムが入っており、“usrdfn2.f” には microdosimetric kinetic model に基づいて生物学的線量を導出するプログラムが入っています。これらの関数は、カーマ近似や飛跡構造解析モードによる付与エネルギーは考慮されませんのでご注意ください。

dresol1(省略可, D=0.0)

タリー領域 1 の検出器分解能を表すパラメータ 1。dresol1=σr ,dfano1=F の場合、各イベントの付与エネルギー E は標準偏差が√σ2r + FE のガウス分布に従って分散される。ただし、dresol1<0の値を入力すると、エネルギー分解能（エネルギー依存性やピーク形状などは）“usrresol.f” で定義されたもので置き換わる。

dresol2(省略可, D=0.0)

タリー領域 2 の検出器分解能を表すパラメータ 1。詳細は dresol1の項目を参照。

dfano1=(省略可, D=0.0)

タリー領域 1 の検出器分解能を表すパラメータ 2。詳細は dresol1の項目を参照。

dfano2=(省略可, D=0.0)

タリー領域 2 の検出器分解能を表すパラメータ 2。詳細は dresol1の項目を参照。

7. 各タリーセクションの書式

298

表 133: [t-deposit2] パラメータ (3)
名前

値

説明

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= e12, e21, t-e1,

t-e2, e1-t, e2-t の場合は無効。
maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファ
イルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、epsファイルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

ctmin(i) =ctmax(i) =(省略可、D=-9999)(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最小値。
i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

7.7. [ T-Heat ] セクション

7.7

299

[ T-Heat ] セクション

カーマ近似を用いて付与エネルギー（発熱）を出力するタリーです。ただしバージョン 3.05 以降 [t-deposit]
でも同様の計算が可能となったため、それ以降のバージョンでは利用を奨励していません。なお、イベント
ジェネレータモードを用いた場合 (e-mode≥1) は中性子のカーマ近似は用いません。また、electron=1 かつ電子の輸送を含んでいる時は、光子のカーマ近似は用いずに電子の付与エネルギーから計算します。
表 134: [t-heat] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz

メッシュ型、メッシュ型サブセクションが必要

axis =

reg, x, y, z, r,
xy, yz, xz, rz

出力データの x 軸

samepage = （省略可, D=part）

2 次元表示
画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。axis
で定義可能なパラメータを指定できる。

file =

file name

axis の数だけ定義する

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1 つのみ指定。

material =(省略可)all, 数スコアする material を限定する。複数定義可。

all : デフォルト、この場合省略した場合と同じ。数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

output =heat
simpletotal: 全付与エネルギー
total: 全付与エネルギー
leakage: 外部ボイドに出ていった粒子の運動エネルギー。
更に、total: 全付与エネルギー

recoil: 計算打切エネルギー (emin(15-19)) 設定時の残留核の運動
エネルギー。

ionization: 荷電粒子のエネルギーによる付与エネルギー。
low neutron: 中性子カーマ係数を用いた際の付与エネルギー。
photon: 光子カーマ係数を用いた際の付与エネルギー。ただし、electron=1 のときは、カットオフ電子による付与エネルギー。
others: 残留核の残留エネルギー。igamma=1 の場合、励起状態にある残留核から光子が放出されるのでゼロに近づく。

7. 各タリーセクションの書式

300[t-heat] について全般的に言えることですが、最終的に熱に変換するエネルギーは、荷電粒子の ionizationの過程を通してです。しかしながら、輸送コードの中では、cutoff エネルギーがあり、最後の過程まで追わずに輸送を終了します。従って、熱の成分として recoil、others などの成分が出力されます。これらの成分は、輸送のパラメータにより変化します。
表 135: [t-heat] パラメータ (2)
名前

値

説明

output =(続き)allsimple の結果に加えて、以下の各粒子の寄与を書き出す。
recoil に対する d, t,3 He, α, residual nuclei の寄与。
ionization に対する p, π+ , π− , others の寄与。(ionization に関しては partで指定した粒子の寄与も出力するが、eps ファイルには出力されない。)
stopped particle: 物質中で停止した粒子の運動エネルギーの proton, neutron, π+ , π− , others の寄与。(stopped particle に関しては part で指定した粒子の寄与も出力するが、eps ファイルには出力されない。)
others: 残留核の励起エネルギー (remaining excitation energy) と fission の成分が出力される。
axis が 2 次元表示のときは、all は simple と同じで、total, recoil, ionization, low neutron, electron, others が出力される。

part =

粒子名 (省略可)

output=all の場合に、ここで指定した荷電粒子による付与エネルギー（ionization 成分）と物質中で停止した粒子のエネルギー量（stopped par-ticle 成分）を出力する。ただし、eps ファイルには出力されない。
また、カーマ近似を使用した計算において光子と中性子による寄与を調べる場合、part=photon neutron としてもこれらの寄与を区別できないので注意してください。各々の寄与を求める場合は output=simple として出力される内容をご確認ください。

unit =

0, 1, 2

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル

angel =

(省略可)

angel パラメータ

sangel =(省略可)sangel パラメータ

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション

0: [Gy/source]
1: [MeV/cm3 /source]
2: [MeV/source]

unit = 0 とした場合、[Gy/source] を単位とする吸収線量が出力されます。mesh = reg の場合は、volume パラメーターを用いるか、[volume] セクションにおいて各領域の体積を設定する必要があります。
ただし、吸収線量は不可算量ですので、各 x 軸に関する積分値 (sum over) は出力されません。また、領域内に複数の物質が混在する場合、その領域の吸収線量は全体の平均値とならないことにご注意ください。
例えば、領域の 1 と 2 にある質量 M1 と M2 の物質にそれぞれ E1 と E2 の熱量が吸収された場合、その平
E1 V1
E2 V1
2
均吸収線量は ME11 +E+M2 ですが、PHITS で計算する値は M1 V1 +V2 + M2 V1 +V2 となります。ここで、V1 と V2 はそれぞれ領域 1 と 2 が占める体積を表します。

7.7. [ T-Heat ] セクション301

表 136: [t-heat] パラメータ (3)
名前

値

説明

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキストy-軸テキストz-txt =

(省略可)z-軸テキスト

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示
gshow=5 は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。
この下に xyz のメッシュ型サブセクションが必要

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める
分解能を各辺 resol 倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する
線の太さを定義します。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下に volume 定
義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場合は、volumeを省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。
volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume correction を行う。(0 で無し)

volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数
epsout =0(省略時), 1, 2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。

2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rz の場合は無効。
bmpout =0(省略時), 1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。
ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。

mesh=xyz, axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkout =0(省略時), 1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルを出力する。
ファイル名は出力ファイルの拡張子を vtk に変えたファイル名。

mesh=xyz, axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkfmt =0(省略時), 1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルのフォーマット。
テキスト形式（0）またはバイナリ形式（1）を選択する。

7. 各タリーセクションの書式

302

表 137: [t-heat] パラメータ (4)
名前

値

説明

electron =0(省略時), 1電子の寄与のオプション

0: 光子のカーマ係数を使う
1: 電子のエネルギー付与から計算する。
この場合、電子の輸送が必要
ctmin(i) =ctmax(i) =(省略可、D=-9999)(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最小値
i-th カウンターの最大値

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ

分散モード (istdev=1) では設定不可。
分散モード (istdev=1) では設定不可。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow を指定した際の lattice の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されません。）= 2= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。
また、gshow≥ 3 の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

7.8. [ T-Yield ] セクション

7.8

303

[ T-Yield ] セクション

生成核種を出力します。陽子数 Z と中性子数 N が共に 1 以上の核種が対象です。核データを用いた反応
計算では残留核の生成が考慮されません。ただし、dmax(2) 以下の中性子による反応の場合は、e-mode≥1とすることで残留核もタリーされます。
表 138: [t-yield] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz, tet

メッシュ型、メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下にvolume 定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場
合は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。

volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

part =

all(省略時)、粒子名

入射粒子。

axis =

reg, x, y, z, r,

出力データの x 軸

tet,xy, yz, xz, rz

出力データの x 軸（mesh=tet でのみ有効）mass

質量数分布を表示。nucleus パラメーターを指定した場合 isotope

charge

原子番号に関する分布を表示。nucleus パラメーターの指定不可。

chart

nucleus chart 形式 (x 軸:N; 中性子数, y 軸:Z; 陽子数)。nucleus パ
ラメーターの指定不可。

dchainDCHAIN 用の出力。全ての isotope を出力。mesh=reg のみ

2 次元表示分布。

[t-yield] のみ、1 つのタリーセクションにつき 1 つの axis しか指定できません。

info =

0, 1

chart のとき stable nuclei と magic number を出力。

file =

file name

出力ファイル名を定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。

[t-yield] セクションでは、part によりタリーする入射粒子を指定できますが、出力されるのはそれらの寄与を足し合わせた結果となります。入射粒子毎の寄与を分けてタリーしたい場合は、複数の [t-yield]
セクションを設定してください。
[parameters] セクションにおいて igamma=3 とすると、γ 崩壊とアイソマー生成が EBITEM モデルを用いて考慮されます。その際、axis=chart, dchain とした場合に、生成されたアイソマーの情報も出力されます。

7. 各タリーセクションの書式

304

表 139: [t-yield] パラメータ (2)
名前

値

説明

unit =

1, 2

1: [1/source]
2: [1/cm3 /source]

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

output =(省略可)product

タリーするタイミングを変更します。省略時は productcutoffエネルギーカットオフで止まった核種をタリーする。原子核を輸送さ核反応で生成された核種をタリーする。デフォルト。
せない場合は、product と同じになる。

mother =(省略可)all, 数

核種生成をする母核を限定する。複数定義可。

all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ。数を指定した場合、その数だけの核種を次の行に記述する。負の場合は、それらの母核を対象から外すことを意味する。

(次行)

208Pb Pb

質量数を指定すれば、その核。質量数を指定しなければ、その核の同位体全てを指定。複数の母核群を指定したいときは、複数の [t-yield]
セクションを定義する。

nucleus =

(次行)

(省略可)

出力する核種生成を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト、この場合省略した場合と同じ。数を指定した場合、その数だけの核種を次の行に記述する。
質量数を指定すれば、その核。質量数を指定しなければ、Pb の同位

208Pb Pb

体全てを指定。

elastic =1（省略時）,0,-1

核反応で生成された 2 次粒子（残留核や反跳核を含む）の取扱いオプション。

output=product の場合。
1: 弾性散乱の場合も含めて全ての 2 次粒子を加算する。
0: 非弾性散乱により生成された 2 次粒子のみ加算する。
-1: 弾性散乱など標的核と同じ原子核が 2 次粒子に存在する場合は何もカウントしない。それ以外は、全ての 2 次粒子を加算し、壊れた標的核を差し引く。

output=cutoff の場合。
0,1: 核反応時には何もカウントしない。
-1: 核反応で壊れた標的核を差し引く。
elastic=-1 の場合は、タリー結果が負値になる場合があります。その場合、 eps ファイルにはその核種に対する結果が表示されなくなりますので、ご注意ください。

mxnuclei =3000(省略時)

axis=chart もしくは dchain のときにタリーする最大生成核種数。
0: メタステーブルを含め、核図表上の全ての核種（陽子数 136*質量数 236*メタステーブル 3=96288 核種）をタリーする。
>0: 生成核種数が mxnuclei になるまでタリーし、それ以降に新たな核種が生成された場合は、警告を出した上で無視する。この値を小さくすると、メモリ削減及び計算時間短縮の効果があります。

output=cutoff を指定したときは、part, mother の指定は無視されます。

7.8. [ T-Yield ] セクション305

表 140: [t-yield] パラメータ (3)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7. 各タリーセクションの書式

306

表 141: [t-yield] パラメータ (4)
名前

値

説明

material =(省略可)タリーする material を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume
correction を行う。(0 で無し)
volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイ
ル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rz の場合は無効。

bmpout =0(省略時),1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。mesh=xyz, axis=(xy, yz,

xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkout =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルを出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を vtk に変えたファイル名。mesh=xyz, axis=(xy,yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkfmt =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルのフォーマット。テキスト
形式（0）またはバイナリ形式（1）を選択する。

foamout =0(省略時), 1, 2

1 でタリー出力結果（数値データ）を OpenFOAM フィールドデータ
形式で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を foam に変えたファイル名。

2 でタリー出力結果（四面体要素番号、重心 x 座標、y 座標、z 座標、
体積、数値データ、相対誤差）を CSV 形式（コンマ区切り）で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を csv に変えたファイル名。

mesh=tet, axis=tet のときのみ有効。
maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファイ
ルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、eps ファ
イルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

7.8. [ T-Yield ] セクション307

表 142: [t-yield] パラメータ (5)
名前

値

説明

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ

分散モード (istdev=1) では設定不可。
分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

special =D=0 (省略可)> 0 の時タリー領域での核反応を special 回繰り返し、また統計崩壊を反応あたり 10 回繰り返し、核種生成断面積の統計を上げる。

ndata =

0(省略時), 1, 2, 3

1 を指定すると、核子入射で標的核が α, 14 N, 16 O の場合の核種生成断面積に核データを用います。

2 を指定すると、核データを用いている核種を標的にする核反応で、核データを使うエネルギー領域 (e-mode 領域を除く) の生成核種断面積を file(27) で指定しているフォルダ内のファイルから読み込んで用います。

3 を指定すると、核データを用いていない核種についても、核反応の生成核種断面積を file(27) で指定しているフォルダ内に存在するファイルから読み込んで用います。この時、このフォルダにある核種は必ず（e-mode 以外、モデル計算も）このデータを用います。

カウンターの動作契機を反応を起こした時 (coll) とした場合、ctmin, ctmax で参照するのは反応後の値、すなわち変化後のカウンター値です。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

ndata のオプションを設定することにより、通常核反応モデルや核データによって評価される粒子の生成量を内蔵の反応データ (ndata=1) やユーザー定義反応データ (ndata=2,3) による評価値に置き換えます。
核反応モデル等で再現するのが困難な粒子生成量を評価する場合に効果を発揮します。具体的には、核反応イベントが発生した際に、核反応モデル等で評価された生成粒子をタリーする代わりに、各種の反応デー
タを参照して評価した粒子をタリーします。この置き換えは ndata が設定されたタリーでのみ行われ、他のタリーや粒子輸送計算には影響を与えません。核反応モデル等で評価された粒子の方が輸送計算の対象となりますので、この輸送粒子が更に核反応を起こし注目している物理量に影響を与える場合は、ndata によるタリー結果との整合性が悪くなるのでご注意ください。なお、ndata=2,3 の場合は、[counter] において ndata を動作契機として設定することで、この輸送粒子による 2 重カウントを避けることができます。
詳細については、5.27 を参照してください。

ndata=1 とすると、4 He,14 N,16 O を標的とする核子入射反応イベントが起こった時に、内蔵の反応データを参照した結果をタリーします。内蔵されているのは以下の反応チャネルです。これらの反応断面積の励起

7. 各タリーセクションの書式

308関数を参照し、生成粒子をタリーします。
4

He(n, x)3 H

14

14N(n, x)14 C
16O(n, x)11 C
16
O(n, x)15 O
14N(p, x)13 N
16O(p, x)11 C

N(n, x)3 H

14

14N(n, x)13 N
16O(n, x)14 C
4He(p, x)3 H
14

N(p, x)14 O
16O(p, x)14 C

N(n, x)7 Be

14

16

O(n, x)3 H
16
O(n, x)15 C
14N(p, x)7 Be
16

O(p, x)3 H
16
O(p, x)13 N

N(n, x)11 Be

14

16

O(n, x)7 Be
16
O(n, x)13 N
14N(p, x)11 Be
16

O(p, x)7 Be
16
O(p, x)14 O

N(n, x)10 C

14

16

O(n, x)11 Be
16O(n, x)16 N
14N(p, x)10 C

16

16

16

O(p, x)11 Be
16
O(p, x)15 O

N(n, x)11 C

O(n, x)10 C
16
O(n, x)14 O
14N(p, x)11 C
O(p, x)10 C

ndata=2,3 とすると、file(27) で指定したフォルダにあるユーザー定義反応データを参照します。ndata=2の場合は、核データが使用される標的核・エネルギー領域の核反応イベントを置き換えます。例えば、核データの JENDL による結果をより良いものに置き換えたい、という場合に使うオプションです。ndata=3の場合は、用意したユーザー定義データの全ての標的核・エネルギー領域の反応イベントを置き換えます。
核データだけでなく核反応モデルによる結果を置き換えたい、という場合に使うオプションです。ただし、ndata=2,3 のどちらの場合も、e-mode が動作する反応についてはその結果が優先されます。このため、用意したデータが 20 MeV 以下のエネルギー領域を含んでいる場合は、e-mode を無効にするか、em-emode を使って上限エネルギーを小さくする必要があります。

ndata=2,3 の時に file(27) のフォルダに格納する放射化断面積のファイル名は、‘‘Pd107-y-n.dat’’ のように、‘‘[標的核の元素記号]+[質量数（3 桁）]+[-y-]+[入射粒子 (p or n)]+[.dat]’’ と指定してください。ただし、元素記号が 1 文字の場合は ‘‘O ’’ のように、アンダーバーを付記してください。また、入射粒子として指定できるのは陽子 (p) と中性子 (n) のみです。ファイルの中のフォーマットは、# ZAP = 48113# Elab (MeV)

LIP = 1 INT = 2
sigma (b)1.000000e-11
2.530000e-08
2.000000e+01

0.000000e+00
0.000000e+00
0.000000e+00

2.100000e+01
・
・
・
・
・
・
・

0.000000e+00のように、ZAP, LIP, INT によりそれぞれ生成核種、アイソマー状態、内挿方法を指定します。生成核種
は 1000Z + A（3 桁）のフォーマットで指定し、そのアイソマー状態を 0:

基底状態、1:第 1 準安定状態、

2:第 2 準安定状態の番号により指定します。次の INT = (1,2,3,4,5) は、内挿方法の指定で、INT = 12
3
4
5

: Histogram: Linear - Linear: Log - Linear: Linear - Log: Log - Logとなっています。2 行目は、

# Elab (MeV)sigma (b)で、1 コラム目に入射エネルギー [MeV]、2 コラム目に断面積 [Barn] を書き並べてください。ここで、エネルギービン数は自由です。ただし、入射エネルギーが用意したエネルギー領域より低い場合と高い場合
は、それぞれ指定した最小と最大のエネルギーにおける断面積を使用します。タリーでは、このデータから

He より大きい核種をタリーします。

7.9. [ T-Product ] セクション

7.9

309

[ T-Product ] セクション

核反応による生成粒子、ソースの発生粒子をタリーします。[t-yield] との違いは、エネルギー分布や、時間分布が取れることです。核データを用いた反応計算では残留核の生成が考慮されません。ただし、dmax(2)以下の中性子による反応の場合は、e-mode≥1 とすることで残留核もタリーされます。
表 143: [t-product] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz, tet

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下に volume 定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った

場合は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。

volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

e-type =1,2,3,4,5

エネルギーメッシュ。

eng2let =0(省略時)= 1

エネルギーメッシュサブセクションが必要。

e-type で指定したエネルギーを LET に変換しない。
エネルギーを LET(keV/µm) に変換する。結果を LET の関数として出力するには、eng2let=1 とした上で axis=let とする。

t-type =a-type =1,2,3,4,5

時間メッシュ。

(省略可)

時間メッシュサブセクションが必要。

1, 2, -1, -2生成粒子の放出角度に関する角度メッシュ(1, 2 :cos, −1, −2:degree)。
（省略可）

角度メッシュサブセクションが必要。

part =

all(省略時), 粒子名

生成粒子。

axis =

eng,let,reg,x,y,z,r,

出力データの x 軸。

tet,
cos,the,xy,yz,xz,rz,

出力データの x 軸（mesh=tet でのみ有効）。

t

時間軸。

samepage = （省略可, D=part）

角度 (cos θ, θ)。

2 次元表示。
画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。axis で定義可能なパラメータを指定できる。

file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1 つのみ指定。

7. 各タリーセクションの書式

310

表 144: [t-product] パラメータ (2)
名前

値

説明

unit =

1, 2, 3, 4, 5, 6

1: [1/source]
2: [1/cm3 /source]
3: [1/MeV/source]
4: [1/cm3 /MeV/source]
5: [1/Lethargy/source]
6: [1/cm3 /Lethargy/source]

11,12,13,14,15,16

11:[1/nsec/source]
12:[1/cm3 /nsec/source]
13:[1/MeV/nsec/source]
14:[1/cm3 /MeV/nsec/source]
15:[1/Lethargy/nsec/source]

21,22,23,24,25,26

16:[1/cm3 /Lethargy/nsec/source]
21: [1/sr/source]
22: [1/cm3 /sr/source]
23: [1/MeV/sr/source]
24: [1/cm3 /MeV/sr/source]

31,32,33,34,35,36

25: [1/Lethargy/sr/source]
26: [1/cm3 /Lethargy/sr/source]
31:[1/nsec/sr/source]
32:[1/cm3 /nsec/sr/source]
33:[1/MeV/nsec/sr/source]
34:[1/cm3 /MeV/nsec/sr/source]
35:[1/Lethargy/nsec/sr/source]
36:[1/cm3 /Lethargy/nsec/sr/source]

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

output =sourcenuclear (default)[source] セクションで設定した線源粒子をタリーする。
核反応からの生成粒子。elastic を含む。

nonelaelasticdecay

非弾性散乱からの生成粒子。

fissionatomic

核分裂からの生成粒子。

弾性散乱からの生成粒子。
崩壊反応からの生成粒子。
原子相互作用からの生成粒子。

unit = 5,6,15,16,25,26,35,36 の場合の Lethargy はエネルギーに関する自然対数目盛を表しています。各エネルギービンの上限と下限がそれぞれ Ehigh , Elow のときに、各 Lethargy の幅を ln(Ehigh /Elow ) で与えます。

unit = 21 - 26, 31 - 36 の場合の sr は、立体角の単位ステラジアン (steradian) を表しています。

7.9. [ T-Product ] セクション311

表 145: [t-product] パラメータ (3)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7. 各タリーセクションの書式

312

表 146: [t-product] パラメータ (4)
名前

値

説明

mother =(省略可)核反応をする母核を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ。数を指定した場合、その数だけの核種を次の行に記述する。負の場合は、それらの母核を対象から外すことを意味する。output=atomic のときは使用不可。

208Pb Pb

質量数を指定すれば、その核。質量数を指定しなければ、その核の同位(次行)体全てを指定。複数の母核群を指定したいときは、複数の [t-product]
セクションを定義する。

dump =

データ数

ファイルに粒子の情報をダンプします。mesh=reg のみ。正で与えた時はバイナリー、負の時はアスキーファイル。

(次行)

データ定義

データの順番を定義します。ただし、idmpmode=1 の使用のためには、

nocas および nobch の情報が必要です。
(省略可)

タリーする material を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume
correction を行う。(0 で無し)

material =volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。
letmat =(省略可)（eng2let=1 の場合のみ有効）LET(dE/dx) を評価する物質番号。省略
時は、実際の物質。
物 質 を 指 定 す る 場 合 の 密 度 は 、[Material] セ ク ション で 定 義 され た 密 度 と な る 。し た がって 、水 に 対 す る LET 分 布 を 計 算 し た
い 場 合 、[Material] セ ク ション で 、水 の 密 度 が 1g/cm3 と な る
よ う に 定 義 す る 必 要 が あ る 。ま た 、負 の 場 合 は 電 子・陽 電 子 のdE/dx と し て 1g/cm3 の 水 に 対 す る 値 が 参 照 さ れ る 。詳 し く は 、“phits/recommendation/ParticleTherapy” を参照してください。

[t-product] で、dump を指定したときは、e-type, t-type の指定は、上限と下限の意味しかもちません。unit は 1 に固定です。dump 定義文を用いてダンプさせる時は、axis、file 数ともにひとつに制限されます。dump するデータを書き込むファイルは、file 定義文で指定した名前に ‘‘ dmp’’ を付けたファイルです。file 定義文で定義された file 名には、通常のタリーの結果が書き出されます。（バージョン 2.66 以前では、file 定義文で指定したファイルに dump するデータが書き込まれ、通常のタリー結果を出力するファイルとして.cfg をつけたファイルが作成されていました。）dump ファイルを使用した接続
計算を idmpmode=1 で実行するには、nocas および nobch の情報を出力しておく必要があります。また、

idmpmode=1 を使用するためには、ここで出力される ‘‘ dmp’’ が付いた dump ファイルと共に file=で指定した名前の通常のタリー出力ファイルが必要になります。メモリ共有型並列計算を実行する場合、本機能による dump ファイルの作成と dumpall によるイベント情報の書き出しは共存できませんのでご注意ください。
ソースに dump ファイルを用い、[t-product] で、dump を指定し、output = source、icntl = 6 を指定すると、dump ファイルの加工ができます。既存の dump ファイルから、特定の粒子や、特定のエネル

7.9. [ T-Product ] セクション

ギーの情報、また、情報の数を減らしたファイルなどを、新しい dump ファイルとして作成できます。

313

7. 各タリーセクションの書式

314

表 147: [t-product] パラメータ (5)
名前

値

説明

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rzの場合は無効。

bmpout =0(省略時),1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。mesh=xyz, axis=(xy,yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkout =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルを出力する。ファイル
名は出力ファイルの拡張子を vtk に変えたファイル名。mesh=xyz,

axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkfmt =0(省略時),1

foamout =0(省略時), 1, 2

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルのフォーマット。テキス
ト形式（0）またはバイナリ形式（1）を選択する。

1 でタリー出力結果（数値データ）を OpenFOAM フィールドデー
タ形式で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を foam に変えたファイル名。

2 でタリー出力結果（四面体要素番号、重心 x 座標、y 座標、z 座
標、体積、数値データ、相対誤差）を CSV 形式（コンマ区切り）で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を csv に変えたファ
イル名。

mesh=tet, axis=tet のときのみ有効。
maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファ
イルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、epsファイルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

分散モード (istdev=1) では設定不可。

カウンターの動作契機を反応を起こした時 (coll) とした場合、ctmin, ctmax で参照するのは反応後の値、すなわち変化後のカウンター値です。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

7.10. [ T-DPA ] セクション315

7.10 [ T-DPA ] セクション‘‘原子あたりのはじき出し数 (DPA; Displacement Per Atom)’’ の関数で評価される放射線損傷は、原子炉や加速器施設等で使用される材料の劣化を表す指標で、大強度ビーム、特に重イオンに関して重要な課題の一つです。原子のはじき出しは入射粒子と標的原子の衝突を起源として起こり、飛ばされた原子(一次はじき出し原子, PKA; Primary Knock on Atom) が再度別の原子に衝突することによって連鎖的に発生します。このタリーではその頻度を DPA として出力します。輸送荷電粒子のクーロン散乱断面積からの寄与を含んでおり、重イオン入射の場合にも適切に評価されます。また、e-mode≥1 を用いて、低エネル
ギーの中性子入射反応から生成する荷電粒子による DPA の寄与も計算できます。
表 148: [t-dpa] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz, tet

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下にvolume 定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場
合は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。

volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

part =

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

axis =

eng,reg,x,y,z,r,
tet,

出力データの x 軸。

xy,yz,xz,rz

2 次元表示。

samepage = （省略可, D=part）

出力データの x 軸（mesh=tet でのみ有効）。
画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。

axis で定義可能なパラメータを指定できる。
file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1
つのみ指定。

unit =

1,2

1: DPA [x1.E-24/source]
2: DPA [1/source]

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

output =dpa

total DPA の出力。

idpa =

0(省略時), 1

0: 欠陥の非熱的再結合補正を考慮しない dpa (NRT-dpa)。
1: 欠陥の非熱的再結合補正を考慮する dpa (arc-dpa)。

7. 各タリーセクションの書式

316

表 149: [t-dpa] パラメータ (2)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7.10. [ T-DPA ] セクション317

表 150: [t-dpa] パラメータ (3)
名前

値

説明

material =(省略可)タリーする material を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume
correction を行う。(0 で無し)
volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイ
ル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rz の場合は無効。

bmpout =0(省略時),1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。mesh=xyz, axis=(xy, yz,

xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkout =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルを出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を vtk に変えたファイル名。mesh=xyz, axis=(xy,yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkfmt =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルのフォーマット。テキスト
形式（0）またはバイナリ形式（1）を選択する。

foamout =0(省略時), 1, 2

1 でタリー出力結果（数値データ）を OpenFOAM フィールドデータ
形式で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を foam に変えたファイル名。

2 でタリー出力結果（四面体要素番号、重心 x 座標、y 座標、z 座標、
体積、数値データ、相対誤差）を CSV 形式（コンマ区切り）で出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を csv に変えたファイル名。

mesh=tet, axis=tet のときのみ有効。
maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファイ
ルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、eps ファ
イルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

7. 各タリーセクションの書式

318

表 151: [t-dpa] パラメータ (4)
名前

値

説明

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ

分散モード (istdev=1) では設定不可。
分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

7.11. [ T-LET ] セクション319

7.11 [ T-LET ] セクション
任意の物質の LET(dE/dx) の関数として、track length や、dose をタリーします。[t-heat] と異なり、ここでの dose は、荷電粒子のエネルギー付与だけをタリーします。LET の単位は、keV/µm です。[T-LET]を使い、中性子の輸送計算を行う場合は、Event Generator mode (e-mode≥1) にする必要があります。また、電子に関しては、計算打切エネルギー (emin) 以下の粒子の寄与はタリーさせませんので、ご注意ください。
表 152: [t-let] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下にvolume 定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場合

は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。

volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

l-type =1,2,3,4,5

LET メッシュ。単位は [keV/µm]。LET メッシュサブセクションが必要。
ただし、メッシュを細かく設定しすぎる（)1 桁あたり 20 分割以上）と、得られた LET スペクトルに物理的に意味のないピークが生じますのでご注意ください。

part =

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

axis =

let,reg,x,y,z,r,xy, yz, xz, rz

出力データの x 軸。

samepage = （省略可, D=part）

2 次元表示。
画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。

axis で定義可能なパラメータを指定できる。
file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1 つのみ指定。

7. 各タリーセクションの書式

320

表 153: [t-let] パラメータ (2)
名前

値

説明

unit =

1,2,3,4,5,6

1: Track [cm/(keV/µm)/source]
2: Dose [MeV/(keV/µm)/source]
3: Track [cm/ln(keV/µm)/source]
4: Dose [MeV/ln(keV/µm)/source]
5: Track [cm/source]
6: Dose [MeV/source]

7, 8, 9, 10, 11, 12

7: Track [1/cm2 /(keV/µm)/source]
8: Dose [MeV/cm3 /(keV/µm)/source]
9: Track [1/cm2 /ln(keV/µm)/source]
10:Dose [MeV/cm3 /ln(keV/µm)/source]
11:Track [1/cm2 /source]

factor =13, 14

12:Dose [MeV/cm3 /source]∫
13: L ∗ f (L) [dimensionless] ただし f (L)dL = 1 に規格化。
∫
14: L ∗ d(L) [keV/µm] ただし d(L)dL = 1 に規格化。

(省略可、D=1.0)

normalization factor

Version 3.02 より新たな unit(=13,14) が加わりました。どちらもマイクロドジメトリ分野でよく使われる形式で、 f (L) と d(L) は、それぞれ LET(L) に対する飛跡及び線量の確率密度 (probability density)を表します。unit=13, 14 の結果は、それぞれ unit=2,4 の結果と比例関係にありますが、確率密度関数の積分値が 1 に規格化されているため、その絶対値が異なります。なお、unit=13,14 は、axis=let のみ有効となります。

7.11. [ T-LET ] セクション321

表 154: [t-let] パラメータ (3)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7. 各タリーセクションの書式

322

表 155: [t-let] パラメータ (4)
名前

値

説明

material =(省略可)タリーする material を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume
correction を行う。(0 で無し)
volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。

letmat =(省略可)LET(dE/dx) を評価する物質番号。省略時は、実際の物質。
物質を指定する場合の密度は、[Material] セクションで定義された密度となる。したがって、水に対する LET 分布を計算したい場合、[Material] セクションで、水の密度が 1g/cm3 となるように定義する必要がある。また、負の場合は電子・陽電子のdE/dx として 1g/cm3 の水に対する値が参照される。詳しくは、“phits/recommendation/ParticleTherapy” を参照してください。
epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rzの場合は無効。

maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファ
イルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、epsファイルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

7.12. [ T-SED ] セクション323

7.12 [ T-SED ] セクション
PHITS は、巨視的な体系内での放射線挙動を解析する計算コードですので、マイクロドジメトリなどで使われる DNA や細胞サイズの微視的な領域内での付与エネルギー（lineal energy (y) もしくは specificenergy (z)）分布を、[t-deposit] や [t-heat] などを用いて直接計算することはできません。 そこで、
飛跡構造解析の結果に基づいて構築した計算式を用いて、微小領域におけるエネルギー付与分布を計算するタリー [t-sed] を導入しました。このタリーを用いれば、δ 線やオージェ電子による寄与も考慮して、微小領域における y 分布や z 分布を計算することができます。なお、sed の名前の由来は、Specific Energy

Distribution です。計算方法の詳細は、下記の文献104 105 を参照してください。また、[delta ray] セクションによってコントロールする δ 線の発生機能は、本タリーとは併用できませんのでご注意ください。
本タリーを使用する場合は、EGS モードを On にして電子・陽電子のカットオフエネルギーを 10 keV もし
くは 100 keV に指定してください（negs=1 or 2; emin(12-13)=0.01 or 0.1）。

[t-sed] は任意の物質中の微小領域内付与エネルギー分布をタリーします。ただし、水以外の物質に対する精度検証は行っていませんので、ご注意ください。その際、[t-heat] と異なり、dose は、荷電粒子のエネルギー付与だけをタリーします。したがって、[t-sed] を使い中性子の輸送計算を行う場合は、

event generator mode (e-mode≥1) にする必要があります。微小領域の付与エネルギーを表す単位として、
deposit energy ε (MeV), lineal energy y (keV/µm), specific energy z (Gy) があります。各単位の詳細は、ICRU Report36 をご参照ください。
表 156: [t-sed] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下に volume
定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場合は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた
領域番号が出力されます。
volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

model =

0,1 (D=0)

0: old model （文献104 ,105 ）1: new model (paper under preparation)

se-unit =0,1,2,3微小領域の付与エネルギー単位。

0: Number of ionizations and electronic excitations. model=1 のときのみ選択可。
1: Deposit energy ε [MeV]

2: Lineal energy y [keV/µm]
3: Specific energy z [Gy]cdiam =

(省略可、D=1,0)

ターゲット領域（球）の直径。単位は µm で 0.001–2.0 まで指定可能。
負値で指定した場合は、酸素からの Auger 電子によるピークを考慮しない。

104 T. Sato, R. Watanabe and K. Niita,
Development of a calculation method for estimating the specific energy distribution in complex
radiation fields , Radiat. Prot. Dosim. 122, 41-45 (2006).
105 T. Sato, Y. Kase, R. Watanabe, K. Niita and L. Sihver, Biological dose estimation for charged-particle therapy using an improved PHITS
code coupled with a microdosimetric kinetic model , Radiat. Res. 171, 107-117 (2009).

7. 各タリーセクションの書式

324

表 157: [t-sed] パラメータ (2)
名前

値

説明

se-type =1, 2, 3, 4, 5付与エネルギーメッシュ（単位は se-unit で指定）。
エネルギーメッシュサブセクションが必要（ne, emin, emax な
どで指定）。
実行中に’Warning: Z bin is not enough!’ と出た場合は、ここで指定する specific energy（もしくは lineal energy）の範囲が狭すぎて、マ
イクロドジメトリ関数で分布が正しく計算できないことを示しています。この場合、emin を下げる、emax を上げる、ne を大きくするな
どの対応が必要です。微少領域の直径が 1µm の Lineal energy を計算する場合 (cdiam=1.0, se-unit=2)、se-type=3, emin=0.01,

emax=10000.0, ne=60 以上が適当です。
part =

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

axis =

sed,reg,x,y,z,r,

出力データの x 軸。

xy, yz, xz, rz

2 次元表示。

samepage = （省略可, D=part）

画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。

axis で定義可能なパラメータを指定できる。
file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1 つのみ指定。

unit =

1,2,3,4,5,6

1: Track [cm/(keV/µm)/source]
2: Dose [MeV/(keV/µm)/source] y ∗ f (y) に比例
3: Track [cm/ln(keV/µm)/source]

7,8

4: Dose [MeV/ln(keV/µm)/source] y ∗ d(y) に比例
5: Track [cm/source]
6: Dose [MeV/source]∫
7: y ∗ f (y) [dimensionless] ただし f (y)dy = 1 に規格化。
∫
8: y ∗ d(y) [keV/µm] ただし d(y)dy = 1 に規格化。
(se-unit=2 の場合。se-unit=1,3 の場合は、(keV/µm) が MeV も
しくは Gy となる。)

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

Version 3.02 より新たな unit(=7,8) が加わりました。どちらもマイクロドジメトリ分野でよく使われる形式で、 f (y) と d(y) は、それぞれ Lineal energy, y に対する飛跡及び線量の確率密度 (probability
density function) を表します。unit=7,8 の結果は、それぞれ unit=2,4 の結果と比例関係にあります
が、前者は確率密度の積分値が 1 に規格化されているため、その絶対値が異なります。なお、unit=7,8 は、

axis=sed のみ有効となります。

7.12. [ T-SED ] セクション325

表 158: [t-sed] パラメータ (3)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7. 各タリーセクションの書式

326
表 159: [t-sed] パラメータ (4)
名前

値

説明

material =(省略可)all, 数タリーする material を限定する。複数定義可。

all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume
correction を行う。(0 で無し)
volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。

letmat =(省略可)LET(dE/dx) を評価する物質番号。省略時は、実際の物質。
物質を指定する場合の密度は、[Material] セクションで定義された密度となる。したがって、水に対する LET 分布を計算したい場合、[Material] セクションで、水の密度が 1g/cm3 となるように定義する必要がある。また、負の場合は電子・陽電子のdE/dx として 1g/cm3 の水に対する値が参照される。詳しくは、“phits/recommendation/ParticleTherapy” を参照してください。
rhomat =(省略可,D=1.0)

letmat で定義した物質の密度 (g/cm3 )。[t-sed] は水に対して開発されたモデルですが、水以外の物質に適用する場合は rhomat の定義が必要となります。

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rzの場合は無効。

maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファ
イルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、epsファイルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

ctmin(i) =ctmax(i) =(省略可、D=-9999)(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最小値。
i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

7.13. [ T-Time ] セクション327

7.13 [ T-Time ] セクション
Energy cut off により輸送を止められた粒子と escape 粒子、decay 粒子の個数を時間タリーで出力します。時間の単位は nsec です。
このタリーを用いると、energy cut off 粒子や escape 粒子、decay 粒子のエネルギースペクトルを取ることができます。特に、energy cut off 粒子だけに注目して発生時のスペクトルを取るタリーは、このタリー以外にはありません。
表 160: [t-time] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下にvolume 定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場

合は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。

volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

e-type =1,2,3,4,5

エネルギーメッシュ。
エネルギーメッシュサブセクションが必要。

t-type =1,2,3,4,5(省略可)

時間メッシュ。

part =

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

axis =

t,eng,reg,x,y,z,r,

出力データの x 軸。

xy,yz,xz,rz

2 次元表示。

samepage = （省略可, D=part）

時間メッシュサブセクションが必要。

画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。

axis で定義可能なパラメータを指定できる。
file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1
つのみ指定。

unit =

1, 2, 3, 4

1: [1/source]
2: [1/nsec/source]
3: [1/nsec/cm3 /source]
4: [1/nsec/cm3 /MeV/source]

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

output =allenergy cut oﬀ 粒子、escape 粒子および decay 粒子。

cutoffescapeenergy cut oﬀ 粒子。
escape 粒子。

decay

decay 粒子。

7. 各タリーセクションの書式

328

表 161: [t-time] パラメータ (2)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7.13. [ T-Time ] セクション329

表 162: [t-time] パラメータ (3)
名前

値

説明

dump =

データ数

ファイルに粒子の情報をダンプします。mesh=reg のみ。正で与えた時はバイナリー、負の時はアスキーファイル。

(次行)

データ定義

データの順番を定義します。ただし、idmpmode=1 の使用のためには、
nocas および nobch の情報が必要です。

material =(省略可)all, 数タリーする material を限定する。複数定義可。

all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume
correction を行う。(0 で無し)
volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。

[t-time] で、dump を用いることができるのは、output = cutoff だけです。dump を指定したときは、
e-type, t-type の指定は、上限と下限の意味しかもちません。unit は 1 に固定です。dump 定義文を用いてダンプさせる時は、axis、file 数ともにひとつに制限されます。dump するデータを書き込むファイル
は、file 定義文で指定した名前に ‘‘ dmp’’ を付けたファイルです。file 定義文で定義された file 名には、通常のタリーの結果が書き出されます。（バージョン 2.66 以前では、file 定義文で指定したファイルに dump するデータが書き込まれ、通常のタリー結果を出力するファイルとして.cfg をつけたファイルが作成されていました。）dump ファイルを使用した接続計算を idmpmode=1 で実行するには、nocas および

nobch の情報を出力しておく必要があります。また、idmpmode=1 を使用するためには、ここで出力される‘‘ dmp’’ が付いた dump ファイルと共に file=で指定した名前の通常のタリー出力ファイルが必要になります。メモリ共有型並列計算を実行する場合、本機能による dump ファイルの作成と dumpall によるイベン
ト情報の書き出しは共存できませんのでご注意ください。

7. 各タリーセクションの書式

330

表 163: [t-time] パラメータ (4)
名前

値

説明

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rzの場合は無効。

bmpout =0(省略時),1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。mesh=xyz, axis=(xy,yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkout =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルを出力する。ファイル
名は出力ファイルの拡張子を vtk に変えたファイル名。mesh=xyz,

axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkfmt =0(省略時),1

maxangel =part 数 (省略時)

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルのフォーマット。テキス
ト形式（0）またはバイナリ形式（1）を選択する。

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファ
イルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、epsファイルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

7.14. [ T-Interact ]（従来の [ T-Star ]） セクション331

7.14 [ T-Interact ]（従来の [ T-Star ]） セクションある領域内で起きた反応回数を出力します。従来は、star density を計算するため [t-star] と名付けていましたが、原子相互作用などより一般的な反応の回数を計算できるよう拡張しましたので、version

3.04 より [t-interact] に名称変更しました。ただし、プログラム上は [t-star] という名称も引き続き利用することが可能です。なお、原子相互作用による反応回数をタリーするためには、EGS5 モードを使用
してください (negs=1,2)。また、核データを使うエネルギー領域における核反応回数をタリーするためには、イベントジェネレータモードを使用する必要があります (e-mode≥1)。
表 164: [t-interact] パラメータ (1)
名前

値

説明

mesh =

reg, r-z, xyz

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下にvolume 定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場合
は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領域番号が出力されます。
volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
iechrl =72(省略時)volume のインプットエコーの時の最大コラム数。

e-type =1,2,3,4,5

エネルギーメッシュ。
エネルギーメッシュサブセクションが必要。

1,2,3,4,5(省略可)

時間メッシュ。

part =

all(省略時), 粒子名

入射粒子。

axis =

eng,reg,x,y,z,r,xy,yz,xz,rz,

出力データの x 軸。

t
act

時間軸。

mean, prob(省略可)反応数の平均値（mean）もしくはヒストリ毎の頻度分布（prob）

t-type =MorP =

時間メッシュサブセクションが必要。

2 次元表示。
反応数（MorP=prob のときに選択）。
を選択します。ただし、prob は mesh=reg のときのみ選択可能です。

maxact =（省略可、D=100）

axis=act のときの最大反応数。この数を超える反応数が起きた
場合は、その確率が overflow の欄（sum over の手前）に出力されます。

samepage = （省略可, D=part）

画像出力ファイルの同じページに示すデータの種類を指定する。

axis で定義可能なパラメータを指定できる。
file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1
つのみ指定。

7. 各タリーセクションの書式

332

表 165: [t-interact] パラメータ (2)
名前

値

説明

unit =

1, 2

1: [1/cm3 /source]

11, 12

2: [1/cm3 /MeV/source]
11:[1/cm3 /nsec/source]
12:[1/cm3 /nsec/MeV/source](省略可、D=1.0)

normalization factor

factor =出力させる反応の種類。1 種類のみ指定可能。

output =all

全ての反応。

decay
elastic

Decay 反応。
弾性散乱。

nuclearfissionabsorption

核反応。ただし elastic は含まない。[t-product] の nonela に相当。

heavyiontransmut

重イオン反応。

atomicdeltarayknockelec

多重クーロン散乱を除いた原子相互作用。

atmfluauger
brems

原子蛍光 X 線放出。

photoelec
compton

光電効果。

pairprodannih
ts hit電子陽電子対生成。

ts ionizts bio

飛跡構造解析モード全ての電離。

核分裂。
吸収反応。
標的核が核変換を起こした場合の反応。
デルタ線生成。
電子と陽電子による knock on electron 生成。

Auger 電子放出。
制動放射。
コンプトン散乱。
陽電子消失。
飛跡構造解析モード全ての反応総計。
飛跡構造解析モードで発生した生物学的影響を与えるイベント（電離、
電子的励起、電子捕獲、解離性電子付着）の総数。

ts w

飛跡構造解析モードで発生した電子（電離＋電子剥ぎ取り）の総数。領域内での付与エネルギーをこの値で割った結果が w 値となります。
（次ページに続く）

105 PHITS-etsmode は PHITS における電子飛跡構造解析モードのことです。

7.14. [ T-Interact ]（従来の [ T-Star ]） セクション333

表 166: [t-interact] パラメータ (3)
名前

値

説明
（output の続き）
個別の飛跡構造解析モード（ETS, KURBUC, ISTART, ET-

SART）で発生した反応数をタリーしたい場合は、以下のパラメータをご利用ください。

mother =ets elast

PHITS-etsmode106 における弾性散乱 (elastic scattering)。

ets ionizets e-exc
ets dea

PHITS-etsmode における電離 (ionization)。
PHITS-etsmode における電子的励起 (electronic excitation)。
PHITS-etsmode における解離性電子付着（dissociative elec-

ets v-exc

tron attachment）。
PHITS-etsmode における振動励起 (vibration excitation)。

ets p-exc
ets r-exc
ets plasmon

PHITS-etsmode におけるフォノン励起 (photon excitation)。
PHITS-etsmode における回転励起 (rotation excitation)。
PHITS-etsmode におけるプラズモンによる励起 (plasmon ex-

ets ioniz e-exc
ets hitcitation)。
PHITS-etsmode における電離と電子的励起の和。
PHITS-etsmode における全反応の和。

kurbuc elast
kurbuc ioniz

PHITS-KURBUC107 における弾性散乱 (elastic scattering)。
PHITS-KURBUC における電離 (ionization)。

kurbuc e-exc
kurbuc e-cap
kurbuc ioniz e-exc e-cap

PHITS-KURBUC における電子的励起 (electronic excitation)。
PHITS-KURBUC における電子捕獲 (electron capture)。
PHITS-KURBUC における上記 3 成分の和。

kurbuc e-stp
kurbuc hit

PHITS-KURBUC における電子剥ぎ取り (electron stripping)。
PHITS-KURBUC におけるすべての反応の和。

its elasits ioniz
its e-exc

ITSART108 における弾性散乱 (elastic scattering)。
ITSART における電離 (ionization)。
ITSART における電子的励起 (electronic excitation)。

its ioniz e-exc
its hitITSART における電離と電子的励起の和。
ITSART における全反応の和。

(省略可)核反応をする母核を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ。数を指定した
場合、その数だけの核種を次の行に記述する。負の場合は、それらの母核を対象から外すことを意味する。output=atomicのときは使用不可。

(次行)

208Pb Pb

質量数を指定すれば、その核。質量数を指定しなければ、その核の同位体全てを指定。複数の母核群を指定したいとき
は、複数の [t-interact] セクションを定義する。

107 PHITS-KURBUC は PHITS における炭素・陽子線飛跡構造解析モードのことです。
108 ITSART は PHITS における任意物質・イオン飛跡構造解析モードのことです。

7. 各タリーセクションの書式

334

表 167: [t-interact] パラメータ (4)
名前

値

説明

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

sangel =(省略可)sangel パラメータ。

2d-type =1,2,3,4,5,6,7(省略可、D=3)

2 次元表示のオプション。

gshow =

0(省略時),
1, 2, 3, 4, 5

mesh=xyz, axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3)、LAT 番号 (4) を表示。gshow=5
は，icntl=8 の場合にピクセル形式で物質色を表示します。

rshow =

0(省略時),
1, 2, 3

mesh=reg,tet axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

gslat =

2（省略時）,= 0

gshow,rshow を指定した際の lattice 及び連続四面体の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。

= 1

境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。

z-txt =

(省略可)z-軸テキスト。

resol =

1(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を求める。分解能を各辺 resol
倍します。

width =

0.5(省略時)

gshow, rshow オプションの時、領域境界を表示する線の太さを定義します。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義。

7.14. [ T-Interact ]（従来の [ T-Star ]） セクション335

表 168: [t-interact] パラメータ (5)
名前

値

説明

material =(省略可)タリーする material を限定する。複数定義可。

all, 数all: デフォルト。この場合省略した場合と同じ数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。負の数にした場合は、それらの material を対象から外すことを意味する。

(次行)

258

material 番号

volmat =(省略可、D=9)xyz メッシュで material が指定されている時、各メッシュの volume
correction を行う。(0 で無し)
volmat の値は、xyz メッシュ1 辺のスキャン数。

epsout =0(省略時),1,2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, rzの場合は無効。

bmpout =0(省略時),1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。mesh=xyz, axis=(xy,yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkout =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルを出力する。ファイル
名は出力ファイルの拡張子を vtk に変えたファイル名。mesh=xyz,

axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkfmt =0(省略時),1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルのフォーマット。テキス
ト形式（0）またはバイナリ形式（1）を選択する。

maxangel =part 数 (省略時)

eps ファイルで表示する part の数を指定します。数値データのファ
イルには part で指定した粒子全ての結果が書き出されますが、epsファイルとして図示する際にその数を制限するパラメータです。

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ
分散モード (istdev=1) では設定不可。

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

分散モード (istdev=1) では設定不可。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

7. 各タリーセクションの書式

336

表 169: [t-interact] パラメータ (6)名前値

nlatcel = （省略可）

説明

Lattice 内にある同一セル番号での反応回数を各格子別に出力する。
MorP=prob の場合のみ有効。

nlatmem = （省略可、D=1000）

nlatcel を利用した際の 1 ヒストリー内で別個に扱うセルの最大個数。

7.15. [ T-Dchain ] セクション337

7.15 [ T-Dchain ] セクション
このセクションでは、DCHAIN を実行するための入力ファイルを作成します。PHITS と接続計算用に整備した DCHAIN の接続計算の概要を図 65 に示します。DCHAIN の実行方法や例題については、\phits\recommendation\DCHAIN フォルダにある資料やサンプルインプットをご参照ください。また、
DCHAIN の詳細は、\phits\dchain-sp\manual にあるマニュアルや DCHAIN-SP についてまとめられた資料109 をご参照ください。
W,/d^,/EW,/d^᰾཯ᛂ䞉⢏Ꮚ㍺㏦ィ⟬,/E⏝䝕䞊䝍䝷䜲䝤䝷䝸•ϭϵϲϴ⩌୰ᛶᏊᨺᑕ໬᩿㠃✚䝷䜲䝤䝷䝸•ɶ⥺䝇䝨䜽䝖䝹䜢ྵ䜐ᔂቯ䝕䞊䝍䝷䜲䝤䝷䝸΀dͲĚĐŚĂŝŶ΁䛻䜘䜛䝣䜯䜲䝹సᡂ•㟁Ꮚᤕ⋓ཬ䜃ɴнᔂቯẚ䝕䞊䝍䝷䜲䝤䝷䝸㝧Ꮚ䞉㔜䜲䜸䞁䞉ϮϬDĞs௨ୖ䛾୰ᛶᏊධᑕ᰾཯ᛂ䛻䜘䜛㡿ᇦẖ䛾᰾✀⏕ᡂ⋡ϮϬDĞs௨ୗ䛾㡿ᇦẖ䛾ϭϵϲϴ⩌୰ᛶᏊ䜶䝛䝹䜼䞊䝇䝨䜽䝖䝹ィ⟬⤖ᯝ,/E,/Eᇶᮏධຊ䝣䜯䜲䝹,/E⏝䝕䞊䝍䝸䞁䜽ඛ᝟ሗ᰾✀⏕ᡂ⋡䛾ィ⟬䝅䜵䝹䝇䜽䝸䝥䝖
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図 65: PHITS と DCHAIN の接続計算の概要。

[t-dchain] は、1968 群の中性子スペクトル、核種生成率、DCHAIN 用の基本入力ファイルを自動的に作成するためのタリーです。このタリーの出力を DCHAIN に入力することにより、任意の時間における生成核
種の放射能、崩壊熱、γ 線スペクトルを計算できます。

DCHAIN は、20MeV 以下の中性子スペクトルに 1968 群の放射化断面積を乗じて 20MeV 以下の中性子による核種生成率を計算し、陽子、重イオン、中間子、20 MeV 以上の高エネルギー中性子による核種生成率と足し合わせます。その後、崩壊データを利用して照射中及び照射終了後の任意の時刻における核種の蓄積
量、誘導放射能、γ 線エネルギースペクトル及び α、β 及び γ 線の放出による崩壊熱等を評価します。

PHITS 計算における粒子輸送や [source] セクションで指定する線源の時間分布による経過時間は、DCHAIN
で考慮する経過時間とは無関係ですのでご注意ください。
なお、イベントジェネレータモードを使うと、低エネルギー中性子核反応による放射化も、DCHAIN のデー
タライブラリを使わずに PHITS で直接計算することができます。ただし、その計算精度は、データライブラ
リを使った場合と比べてあまり検証されていませんので、[t-dchain] タリーを使う場合は、イベントジェ
ネレータモードをオフ (e-mode=0) として計算することを奨励いたします。また、最初から放射化している
核種を [material] セクションで設定しても、その放射能の寄与は DCHAIN 計算に含まれないのでご注意下
さい。
バージョン 3.00 以降では、[material] において質量数を指定せずに定義した元素について、天然存在比による展開を考慮した上で DCHAIN のインプットを作成するようにしました。ただし、同一核種を複数定義した場合は、後に定義した方しか考慮されないのでご注意ください。例えば、ある物質番号の組成として、

MAT[1] Fe 1

56Fe 1と定義した場合、Fe に含まれる 56Fe の寄与は DCHAIN 実行時には無視されます。
109 甲斐哲也 他, “DCHAIN-SP 2001: 高エネルギー粒子誘導放射能計算コード”, JAERI-Data/Code-2001-016 (2001).

7. 各タリーセクションの書式

338

表 170: [t-dchain] パラメータ (1)

name

値

説明

mesh =

reg, xyz, tet

メッシュ型（reg, xyz, tet のみ対応）。
メッシュ型サブセクションが必要。（reg=セル番号）

file =

file name

DCHAIN のインプットファイル名。1 つだけ定義する。
拡張子は任意のものが使用できるが、.dtrk, .dyld, .dout は使用不可。

title =（省略可）

出力ファイルヘッダーのタイトル。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

ndata =

0(省略時), 1, 2, 3

1 を指定すると、核子入射で標的核が α, 14 N, 16 O の場合の核種生成断面積に核データを用います。
2 を指定すると、核データを用いている核種を標的にする核反応
で、核データを使うエネルギー領域 (e-mode 領域を除く) の生
成核種断面積を file(27) で指定しているフォルダ内のファイルから読み込んで用います。

3 を指定すると、核データを用いていない核種についても、核反応の生成核種断面積を file(27) で指定しているフォルダ内に存在するファイルから読み込んで用います。この時、このフォルダにある核種は必ず（e-mode 以外、モデル計算も）このデータを用います。

iredufmt =0,1(省略時)[T-Dchain] タリーの出力形式の切り替えオプション。
0 の場合、古い形式を使用する。
（普通の [T-Track] と [T-Yield]の形式）
1 の場合、[T-Dchain] のために用意された新しい形式を使用する。xyz や tet で大きなメッシュ数の場合にはこちらをご使用ください。

timeevo =
(次行)

データ数

照射・冷却時間ステップの数。

時間 相対強度

照射時間または冷却時間、相対照射強度 (timeevo 個)。
●照射・冷却時間ステップは、計算開始時からの通算時間ではなく、各照射・冷却ステップ毎の時間。時間の単位は、秒 (s)、分 (m)、時 (h)、日 (d)、年 (y) であり、数値と単位の間には 1
つ以上の空白が必要。例：5 秒 → 5 s, 22 日 → 22.0 d, 8.3
年 → 8.3e+0 y●相対照射強度は、線源の基準強度 (amp) に対する相対強度で、照射時間ステップ毎に変化させることができる。例：基準強度と同じ場合は 1.0、冷却時間ステップの場合は 0.0 とする。※例

61 [t-dchain] タリーの入力例を参照。
stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

ndata の詳細については、7.8 を参照してください。

7.15. [ T-Dchain ] セクション339

表 171: [t-dchain] パラメータ (2)

name

値

説明

outtime =
(次行)

データ数

計算結果出力時間の数

時間

計算結果出力時間（outtime 個）。
●正の値を指定した場合は計算開始時からの通算時間で、負の値を指定した場合は最後の照射時間ステップ終了後からの時間になる。時間の単位は、秒 (s)、分 (m)、時 (h)、日 (d)、年 (y) であり、数値と単位の間には 1 つ以上の空白が必要。照射中と冷却中の任意の時間を指定でき、照射・冷却時間ステップの区切り時間と一致する必要はない。ただし、timeevo で指定した値を超えた時間を指定することはできない。※例 61 [t-dchain] タリーの入力例を参照。
また、放射能が 0 のとき（例えば”0.0 m”など）の結果を出力するためには DCHAIN パラメータ iprtb2 を 0 としてください（“iprtb2= 0” と [t-dchain] セクション内に書けば設定できます）。
amp =（省略可, D=1.0）

線源の基準強度 (source/sec)。

[source] セ ク ション で totfact を 指 定 し て い る 場 合 は 、
amp×totfact が 実 際 の 線 源 強 度（ 単 位 source/sec）と な る よ うに amp を調整してください。また、norm=0（デフォルト値）で RI線源を使用した場合、自動的に totfact に単位が source/sec となる係数が掛かるので amp=1 としてください。

target =（省略可, D=0）

対象領域の構成物質（核種及び密度）の設定
なし：0, 次行以降の記載不要
あり：1, 次行以降の記載必要※構成物質に関するパラメータは、入力ファイルの [Material],[Cell], [Volume] セクションから自動的に設定されるので、通常は記述の省略が可能。
※ [Material] で定義した核種以外を DCHAIN で計算したい場合や[Volume] で体積を定義しない場合は、次行以降に target=1 として対象領域に対する通し番号、cell 番号、体積の順番で入力し、tg-list
サブセクションが必要。（例 62 をご参照ください。）

iertdcho =(D=1)

PHITS の統計誤差の DCHAIN 計算における伝播に関するオプション。
（iredufmt=0 の場合、[t-yield] の結果の不確かさが部分的に“*** err.dyld” に出力されます。）
1（省略時）
0
itdecs =itdecn =DCHAIN 計算における伝播を評価し、その結果を放射化出力ファイル（“***.act”）に書き出します。
DCHAIN 計算における伝播を評価せず、結果の出力も行いません。

(D=1)
0
1（省略時）

核破砕反応によるターゲット減少に関するオプション。

(D=1)

核データ領域の中性子反応によるターゲット減少に関するオプショ

核破砕反応によるターゲット減少を考慮しない。
考慮する。
ン。

0

核データ領域の中性子反応によるターゲット減少を考慮しない。

1（省略時）

考慮する。

7. 各タリーセクションの書式

340

表 172: [t-dchain] パラメータ (3)

name

値

説明

inxslib =(D=100)DCHAIN で使用される中性子反応断面積ライブラリの選択。

0,40
1

JEFF-3.1A （2009–2019 年の DCHAIN-SP 標準）
FENDL/A-2.0 （2001–2009 年の DCHAIN-SP 標準）（古い 175 群の t-track 中性
子フラックスを使用した場合のみ動作します。）

2,20
21

JENDL/AD-2017
JENDL-4.0110

30
31
41

ENDF/B-VII.1111
ENDF/B-VIII.0112
JEFF-3.3113

50
51

FENDL/A-3.0114
EAF-2010115

60
70

BROND-3.1116
CENDL-3.1117 Note that missing isotopic data for S, Cl, K, Ca, V, Zn, W, Hg, andTl.

90

TENDL-2017118 ただし、ファイル容量が大きいためパッケージには含まれていません。必要な方は PHITS 事務局までご連絡ください。

100
101

hybrid library composed of, in order: JENDL/AD-2017 + JENDL-4.0 + ENDF/BVIII.0 + JEFF-3.3 + FENDL/A-3.0
hybrid library of: ENDF/B-VIII.0 + JENDL/AD-2017 + JENDL-4.0 + JEFF-3.3 +102

FENDL/A-3.0
hybrid library of: JEFF-3.3 + FENDL/A-3.0 + ENDF/B-VIII.0 + JENDL/AD-2017

120-1+ JENDL-4.0
hybrid library of: JENDL/AD-2017 + JENDL-4.0
hnxslib パラメータでライブラリ名を指定する。（詳細は DCHAIN のマニュアルをご覧ください。）

Hybrid library は、左側が優先ライブラリです。計算時にある反応チャンネルが含まれる場合はそのデータを利用し、含まれなければその右にあるライブラリを利用し、という順番でデータを探します。

110 K. Shibata et al., “JENDL-4.0: A New Library for Nuclear Science and Engineering,” Journal of Nuclear Science and Technology, 48, 1,
1-30 (2011).
111 M. B. Chadwick et al., “ENDF/B-VII.1 Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields
and Decay Data,” Nuclear Data Sheets, 112, 12, 2887 - 2996 (2011), special Issue on ENDF/B-VII.1 Library.
112 D. A. Brown, et al., “ENDF/B-VIII.0: The 8th Major Release of the Nuclear Reaction Data Library with CIELO-project Cross Sections,
New Standards and Thermal Scattering Data,” Nuclear Data Sheets, 148, 1 - 142 (2018), special Issue on Nuclear Reaction Data.
113 A. Plompen et al., “The Joint Evaluated Fission and Fusion Nuclear Data Library, JEFF-3.3,” Submitted to The European Physical Journal(2019).
114 R. A. Forrest, et al., “FENDL-3 Library-Summary Documentation,” Tech. Rep. INDC(NDS)-0628, International Atomic Energy Agency(Dec. 2012).
115 J.-C. Sublet, et al., “The European Activation File: EAF-2010 neutron-induced cross section library,” Tech. Rep. CCFE-R (10) 05 (2010).
116 A. I. Blokhin, et al., “New version of neutron evaluated data library BROND-3.1,” Yad. Reak. Konst, 2, 2, 62 (2016).
117 Z. G. Ge, et al., “The updated version of Chinese evaluated nuclear data library (CENDL-3.1),” J. Korean Phys. Soc, 59, 2, 1052-1056(2011).
118 D. Rochman et al., “The TENDL library: hope, reality and future,” EPJ Web Conf., 146, 02006 (Sep. 2017).

7.15. [ T-Dchain ] セクション341

表 173: [t-dchain] パラメータ (4)

name

値

説明

idcylib =(D=5)

DCHAIN で使用される崩壊データライブラリの選択。

0

DCHAIN の旧バージョンで使用されていたハイブリッドライブラリ（EAF3.1, FENDL/D-1, ENSDF (1997), Table of Isotopes 8th ed. (1996), 核図表
1996）

2
3

JENDL/DDF-2015
ENDF/B-VIII.0

45（省略時）

ENDF/B-VIII.0（優先）と JENDL/DDF-2015 のハイブリッドライブラリ。
JENDL/DDF-2015（優先）と ENDF/B-VIII.0 のハイブリッドライブラリ。

(D=10−20 )放射能出力ファイルに印書する核種の下限条件。

= 0.0
> 0.0
< 0.0

放射能の下限を自動設定（全放射能 ×10−10 ）

(D=0)
=0
=1

放射能出力ファイルの安定核種印書オプション。

acmin

istabl放射能の下限値 [Bq] を指定。
生成核種数密度の下限値 [atoms/cm3] を指定（-1 を乗じた負の値）。
印書しない。
印書する。

これら以外にも、DCHAIN のインプットに書き込むパラメータ

imode, jmode, idivs, iregon, inmtcf, ichain, itdecs, itdecn, isomtr, ifisyd, ifisye,iyild, iggrp, ibetap, acmin, istabl, igsdef, igsorg, ebeam, prodnp, hnxslib, hdcylib,
iwrtchn, chrlvth, iwrchdt, iwrchss, idosecf, ixsrall, irdonce, foamout, foamvals,
ipltmode, ipltaxis
を [t-dchain] セクションで直接指定することが可能です。各パラメータの意味や DCHAIN の入力パラメー
タおよび出力結果については、\phits\dchain-sp\manual にある DCHAIN のマニュアルをご参照下さい。

7. 各タリーセクションの書式

342

例 61:

[t-dchain] タリーの入力例

1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:

mesh = reg
reg = 100
file = testDC.spd
title = [t-dchain] test calc.
amp = 1.0E12
timeevo = 4
3.0 h
2.0 h
3.5 h
15.5 h<-region メッシュの指定<-計算領域の指定<-DCHAIN 入力ファイル名の指定<-線源の基準強度 (source/秒)<-照射・冷却時間ステップの数<-3 時間運転<-2 時間運転停止<-3.5 時間運転<-15.5 時間運転停止

1.0
0.0
1.0
0.0

<-計算結果出力時間の数<-運転開始から 3.0 時間後<-最後の照射終了時間から 1 時間後<-最後の照射終了時間から 3 時間後

outtime = 33.0 h-1.0 h
-3.0 h,/E↷ᑕ䞉෭༷᫬㛫䝇䝔䝑䝥 ƚŝŵĞĞǀŽсϰ䛷ᣦᐃ

㐠㌿㛤ጞ
Ϭ

↷ᑕ
ϯŚ

,/Eィ⟬⤖ᯝฟຊ᫬㛫ŽƵƚƚŝŵĞсϯ䛷ᣦᐃ

෭༷
ϮŚ

෭༷
ϭϱ͘ϱŚ

↷ᑕ
ϯ͘ϱŚ

᭱ᚋ䛾↷ᑕ᫬㛫䝇䝔䝑䝥⤊஢᫬㛫

ϯŚ

ͲϭŚ

ͲϯŚ

タᐃ୙ྍ

図 66: 例 61 における照射・冷却時間ステップと計算結果出力時間の関係。

例 62:[t-dchain] のパラメータ target=1 の場合の入力例.......
target = 1
non
reg
vol
1
1
8000.0tg-list = 2
H-1
6.689E-02
O-16 3.345E-02
2
2
2000.0tg-list = 1
Fe-56 8.385E-02

:
:
:
:
:
:
:
:
:

<-対象領域の構成物質（核種及び密度）の設定有<-省略可<-通し番号、cell 番号、体積 (cmˆ3)<-対象領域構成物質に含まれる核種の数<-核種の元素記号と原子数密度 (10ˆ24 個/cmˆ3)<-通し番号、cell 番号、体積 (cmˆ3)<-対象領域構成物質に含まれる核種の数<-核種の元素記号と原子数密度 (10ˆ24 個/cmˆ3)

他に必要な PHITS 入力ファイルの設定及び注意事項は次のとおりです。

• [Parameters] セクションにおいて次のパラメータの設定を行う必要があります。
–

file(21):

DCHAIN 用データフォルダの場所を指定します。

• [Volume] セクションにおいて各領域の体積を指定します。PHITS には reg メッシュの体積を自動で計算する機能がないため、この入力が必須となります。
このセクションが作成するファイルで、DCHAIN 実行に必要なファイルを以下に示します。ここで、***は file=で指定した、拡張子を除く名前を示します。

• DCHAIN の基本入力ファイル:

file で指定したファイル。

7.15. [ T-Dchain ] セクション• 20MeV 以下の中性子スペクトルファイル:• 核種生成率ファイル:343‘‘***.dtrk’’‘‘***.dyld’’• DCHAIN 用データ格納フォルダのリンク名が書かれたファイル:‘‘dch link.dat’’

DCHAIN を実行する際に、下記の名前をもつファイルは消えてしまうのでご注意ください。
‘‘yield.out, out-gsdef, out-gamsporg, out-allreg, spd-act.out, angel-data.ang, out-phits,
out-dcychains’’

7. 各タリーセクションの書式

344

7.16 [ T-WWG ] セクション[t-wwg] は、[weight window] セクションのパラメータを出力するタリーです。想定している 3 次元体系
に対して、weight window 機能が効果的に動作するパラメータを自動で得ることができる Weight Window

Generator (WWG) です。基本的には、まず [t-wwg] を設定したインプットで仮計算を行い、次に、得られた [weight window] のパラメータを加えたインプットで本計算を行う、という流れで本タリーを利用します。出力する [weight window] のパラメータは、仮計算で得られた各セルに飛んできた粒子の数119 に基づいて決定しています。仮計算において、[t-wwg] で指定したセルに飛んできた粒子の数をタリーしており、その中で最も大きな値が 1 となるよう全ての値を規格化し、[weight window] のパラメータへと変換します。その際、一つも粒子が飛んで来なかったセルについては、最も数の少なかったセルと同じ weightwindow を設定します。パラメータは、part で指定した粒子毎に 1 セット出力します。もし、エネルギー
メッシュや時間メッシュが定義されている場合は、それらのビン毎にパラメータのセットを書き出します。
また、[volume] セクション等により各セルの体積を与えておく必要があります。
[t-wwg] を含む入力ファイルで再開始計算機能や sumtally 機能を利用する場合は、[parameters] セク
ションで ireschk=1 としてください。
[t-wwg] の入力書式は、以下の通りです。
表 174: [t-wwg] パラメータ (1)

name

値

説明

mesh =

reg, xyz

メッシュ型。メッシュ型サブセクションが必要。reg と xyz
のみ指定可。

part =

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

material =(省略可)all, 数スコアする material を限定する。複数定義可

all:

デフォルト、この場合省略した場合と同じ。

数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。

(次行)

2 5 8

material 番号。

e-type =1, 2, 3, 4, 5

エネルギーメッシュ。

t-type =1, 2, 3, 4, 5

時間メッシュ。エネルギーメッシュと併用不可。

(省略可)

時間メッシュサブセクションが必要

unit =

1(省略可)

1:axis =

eng, reg, xy, yz, xz,

出力データの x 軸。wwg 以外は [t-track] と同じ。

エネルギーメッシュサブセクションが必要。

t, wwg[1/cm2 /source] 1 のみ指定可。

再開始計算が必要な場合は、2 つ以上の axis を定義し、最初の 1 つを reg, eng, t のどれかで指定する。

file =

file name

axis の数だけ定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。複数 axis の場合でも 1 つのみ指定。

このタリーでは、mesh は reg と xyz のみ指定可能で、r-z は指定できません。これは、[weight window]
セクションのパラメータが r-z の形式に対応していないためです。mesh=xyz を指定した場合は、x,y,z メッ
シュの面と cell の面が一致しないようご注意ください。特に、パラメータを使ってジオメトリと xyz メッシュ
範囲を連動させている場合はご注意ください。なお、version 3.34 より、[weight window] 及び [t-wwg]の xyz メッシュ最大値・最小値が整数で定義された場合は、その整数から最小値は −1∗deltxyz、最大値は+2∗deltxyz ずらすようにしています。（FAQ 2.9 参照）。
119 正確には、モンテカルロ粒子フルエンス、すなわち輸送粒子のウェイトを常に 1 にした粒子フルエンスに基づいて決定します7.16. [ T-WWG ] セクション345

出力の axis には、基本的に、[weight window] セクションのパラメータを出力する wwg を指定してください。この他に、eng, reg, xy, yz, xz, t も指定できますが、これらは [t-track] で指定した場合と同じ結果しか得られず、[weight window] に関係する値は得られません。ここで、xy, yz, xz の 2 次
元表示は rshow=1 を指定したときのみ有効です。
表 175: [t-wwg] パラメータ (2)

name

値

説明

factor =(省略可、D=1.0)

normalization factor

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

angel =

(省略可)

angel パラメータ

x-txt =
y-txt =
z-txt =

(省略可)
(省略可)
(省略可)

x-軸テキストy-軸テキストz-軸テキストrshow =

0(省略時),
1, 2, 3axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、領域番号 (3) を表示。
この下に xyz のメッシュ型サブセクションが必要。

resol =
width =

1(省略時)
0.5(省略時)

rshow 時の表示オプション。
rshow 時の表示オプション。

volume(省略可)

reg メッシュの時に、各領域の体積を定義します。この行の下に volume
定義文が必要です。省略した場合、[volume] セクションで定義された体積の値が使用されます。
また、reg=において () 等により特殊な領域指定を行った場合は、volume を省略すると、インプットエコーに PHITS 内部で与えられた領
域番号が出力されます。
volume 定義文。書式は 6.1.2 を参照。

reg vol
epsout =0(省略時), 1, 2

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。
ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名。
2 とすることで更に誤差棒を表示する。ただし、axis= xy, yz, xz, wwg の場合は無効。

trcl =(省略可)

rshow での座標変換。

gslat =

2（省略時）,= 0= 1

gshow を指定した際の lattice の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。
境界線を描画する。
（ただしボクセルファントムはきれいに描画されま
せん。）

= 2

同じセルの場合は境界線を描画しない。

= 3

同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、

gshow≥ 3 の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

7. 各タリーセクションの書式

346

表 176: [t-wwg] パラメータ (3)

name

値

説明

ctmin(i) =(省略可、D=-9999)

i-th カウンターの最小値。

ctmax(i) =(省略可、D= 9999)

i-th カウンターの最大値。

chmin(i) =(省略可、D=-9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最小値。バッチ

chmax(i) =(省略可、D= 9999)

ヒストリー内で発生した全粒子の i-th カウンターの最大値。バッチ

分散モード (istdev=1) では設定不可。
分散モード (istdev=1) では設定不可。

chwei(i) =(省略可、D=0)

粒子誘導型 [t-wwg] を利用する際の誘導強度。i はカウンター番
号。このパラメータは、カウンター番号に関わらず 1 つの [t-wwg]
に対して 1 つしか定義することはできません。このパラメータが指定されると、通常の粒子数 ϕ に加えて、その粒子のヒストリー
カウンタ i の値を乗じた粒子数 Ci ϕ を計算します。そして、計算終了時に各領域の weight window 上限・下限値を Ci ϕ が大きい領域
ほど小さくなるよう最大で 1/chwei 倍します。120 したがって、統計を上げたい領域に粒子が入った際にカウンターを加えるように設定しておけば、その粒子が通った経路上の weight window 限度を線源まで遡って下げることができ、本タリーで出力した [weightwindow] を使って本計算を行う際、経路上でより多くの粒子分割が起きて注目領域に粒子が誘導されるようになります。具体的な使い方は “phits/lecture/advanced/weightB” をご参照ください。なお、再開始計算では Ci ϕ の情報が引き継がれないため、このパラメータを定義した場合、全ヒストリーは同じでも再開始計算の利用の有無により結果が異なりますのでご注意ください。

stdcut =(省略可、D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。

120 具体的には、各領域の weight window 上限・下限値を 1/{

Ci ϕ(Ci ϕ)max (chwei − 1) + 1}

倍します。ここで (Ci ϕ)max は Ci ϕ の最大値です。

7.16. [ T-WWG ] セクション347

wwg の出力例を以下に示します。
[ Weight Window ]mesh =
set:
set:

reg

c71[0.0]c74[0.0]c72[c71+2.13496E-08]
c75[c74+9.29569E-09]

c73[1.25478E-04]
c76[2.08987E-04]

part = neutroneng = 21.00000E-03

1.00000E+03

reg

ww1

ww2

1
2

(8.94092E-05+c71)/c73(1.25478E-04+c71)/c73(2.08987E-04+c74)/c76(1.26817E-04+c74)/c76

3(8.53835E-05+c71)/c73(5.78131E-05+c74)/c76

ここでは、中性子に対して、2 群のエネルギービンの weight window のパラメータが定義されています。パラメータの定義には c**で表される定数が使われています。この場合、c71-c73 が第 1 エネルギー群（E <1keV）に対するパラメータ c74-76 が第 2 エネルギー群（1keV< E <1GeV）に対するパラメータです。
これらのパラメータの中でユーザー自身が変更する可能性があるパラメータは、各群に対して左端で定義される初期設定値が 0 のパラメータ c71 や c74 などです。これらのパラメータは、各群の weight windowにある一定値を加える際、利用します。

7. 各タリーセクションの書式

348

7.17 [ T-WWBG ] セクション[t-wwbg] は、[ww bias] のパラメータを出力するタリーです。本タリーは Weight Window Bias Generator(WWBG) となっており、[weight window] で与えるウエイトの下限値にバイアス（傾斜）をかけることができる [ww bias] のパラメータを自動的に用意することができます。[ww bias] は、特に、[t-wwg] を用いて自動的に [weight window] を作成した際、更に特定の領域にウエイト値のバイアスをかけたい場合に利用できます。図 67 に、[weight window] と [ww bias] を組み合わせた輸送計算を実行する際の流れを示しました。最初に [t-wwg] を用いて [weight window] を作成します。これで十分な場合は不要ですが、注目しているタリー領域が限定的である場合は、[ww bias] を作成して特定の領域にバイアスをかけることにより、効率的に統計量を増やすことが可能となります。[ww bias] を作成する方法は 2 通りあり、本節でご紹介する [t-wwbg] を利用して自動的に作成する方法と、手動で作成する方法です。[t-wwbg] は、

1 つのインプットファイルにおいて 1 つのみ指定でき、[parameters] において icntl=15 とすることで動作します。[ww bias] の設定方法や手動で作成する方法については、5.20 節 WW Bias セクションをご覧ください。また、作成した [ww bias] と [weight window] を組み合わせた輸送計算を実行する場合は、[parameters] において icntl=0 および iwwbias=1 としてください。
[ww bias] の作成[weight window] の作成

・[t-wwbg] を設定し、サンプリング・[t-wwg] を設定し、通常の輸送

計算 (icntl=15) を実行

計算 (icntl=0) を実行（[ww bias] の自動作成）（[weight window] の自動作成）

or・手動で [ww bias] を作成[weight window] と [ww bias] を利用した輸送計算
・[weight window] と [ww bias] を同一のインプットにコピー・[parameters] において icntl=0, iwwbias=1 として PHITS を実行

図 67: [weight window] と [ww bias] を組み合わせた輸送計算の概要。

[t-wwbg] で用意されるバイアス値は、図 68 にある始点 (x0,y0,z0) と終点 (x1,y1,z1) で決まるベク
トルを中心軸とする複数の円柱領域において段階的に設定されます。図 68 に示したのは、3 つの大きさの違う円柱が入れ子構造となっている円柱領域の断面図です。円柱領域を指定するのに必要なパラメータは、上fm4

zm3 zm2 zm1

rm3

fm3

rm2

fm2

rm1

fm1

(x0,y0,z0)(x1,y1,z1)

図 68: 円柱領域を指定する際のパラメータ。

7.17. [ T-WWBG ] セクション349

記の始点と終点の座標の他、n-mesh, r-mesh, z-mesh, f-mesh です。n-mesh は入れ子構造を取る円柱の数です。r-mesh, z-mesh はそれぞれ円柱の半径と高さに関する差分量となっており、図 68 に示すように各円柱の大きさを定義します。これらはそれぞれ n-mesh の数と同じだけ指定する必要があります。また、

f-mesh では、[t-wwbg] で指定したいバイアス値を円柱領域の内側から指定することができます。f-mesh
として (n-mesh)+1 個のバイアス値が必要で、最後の値は定義された円柱領域外のバイアス値を意味します。これらの円柱領域は実際の輸送計算の体系とは無関係に定義することができ、指定された各円柱領域のバイアス値を参照しながら、実際の各領域のバイアス値を決定します。なお、このセクションで定義した円柱領域が [cell] で定義した外部ボイド領域に入ってしまう場合は、r-out を用いて外部ボイドを拡張する
ことができます。

[t-wwbg] の入力書式は、以下の通りです。
表 177: [t-wwbg] パラメータ

name

値

説明

mesh =

reg

メッシュ型。reg だけ指定可。

part =

all(省略時), 粒子名

タリーする粒子。

e-type =1, 2, 3, 4, 5

エネルギーメッシュ。エネルギーメッシュサブセクションt-type =1, 2, 3, 4, 5
(省略可)

時間メッシュ。時間メッシュサブセクションが必要。

xy, yz, xz, wwbg

再開始計算は不可。xy, yz, zx は rshow オプションが必が必要。

axis =

エネルギーメッシュとの併用は不可。
要。

file =

file name

出力ファイル名。axis の数だけ定義する。

angel =

(省略可)

angel パラメータ。

x-txt =
y-txt =
z-txt =

(省略可)
(省略可)
(省略可)

x-軸テキスト。
y-軸テキスト。
z-軸テキスト。

rshow =

0(省略時), 1, 2, 3

axis=xy,yz,xz の時、領域境界 (1)、物質番号 (2)、 領域番
号 (3) を表示。この下に xyz 形状メッシュセクションが必要。

resol =
width =

1(省略時)
0.5(省略時)

rshow 時の表示オプション。
rshow 時の表示オプション。

epsout =0(省略時), 1

eps ファイルの出力オプション。ファイル名は、file で指定した出力ファイルの拡張子を eps に変えた名称。

x0, y0, z0 =バイアスをかける円柱領域の始点の x, y, z 座標。

x1, y1, z1 =バイアスをかける円柱領域の終点の x, y, z 座標。

n-mesh =n円柱領域の数。

r-mesh =rm1,rm2,· · · ,rmn

円柱領域の半径の差分。n-mesh で指定した数だけ必要。

z-mesh =zm1,zm2,· · · ,zmn

円柱領域の長さ方向の差分。n-mesh で指定した数だけ必要。

f-mesh =fm1,fm2,· · · ,fmn,fm(n+1)

円柱領域のバイアス値。
（n-mesh で指定した数）+1 だけ必
要。

r-out =

(省略可、D=0)

拡張する外部ボイドの半径 [cm]。D=0 の場合は拡張なし。

7. 各タリーセクションの書式

350[t-wwbg] の入力例を以下に示します。
例 63:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:

[t-wwbg] の入力例
[ T - WWBG ]mesh = reg
reg = allaxis = wwbg
file = wwbg.out
part = neutrone-type =1
ne =2
0.0 1e-3 1.0
x0 = 0.0
y0 = -20
z0 = 50x1 = 0.0
y1 = 20z1 = 150
n-mesh =3
r-mesh =10 10 10z-mesh =10 10 10f-mesh =1.0 0.5 0.1
r-out = 1000

0.05

この例題では、始点と終点をそれぞれ (0, -20, 50), (0, 20, 150) としており、これらにより指定されるベクトルを中心軸とした 3 つの円柱領域が定義されています。図 69 に示したのが、この例題で用意されるバイアス値の空間分布です。3 つの円柱の半径は r-mesh により指定されており、一番内側のものから 10cmずつ増加しています。また、これらの円柱の高さは z-mesh により指定されており、円柱の上面側と底面側File = wwbyz01.dat
Date = 09:30 08-Aug-2017 f-mesh ににそれぞれ 10cm ずつ、すなわち、円柱の高さとして20cm ずつ増加しています。バイアス値は、より、円柱領域の内側から 1.0, 0.5, 0.1, 0.05 と段階的に設定されており、その変化の様子を図 69 の色の変化から確認することができます。
xno. = 1, ix = 1= 0.0000E+00 [cm]100

WWB [WWB]y [cm]

50

0

10−1

−50

0

plotted by ANGEL 4.35

50

100
z [cm]

150200

図 69: 例 63 により用意されるバイアス値の空間分布。

calculated by PHITS 2.95

7.18. [ T-Volume ] セクション351

7.18 [ T-Volume ] セクション
各タリーにおいて mesh=reg とした場合、特定の unit の結果を正しく求めるためには、各セルの体積が必要となります。[t-volume] セクションは各セルの体積を自動で計算するためのタリーです。この体積自動計算機能では、各セルの物質を真空 (void) とし、特別な線源領域を設定したモンテカルロ積分を実行します。
本機能を使用する際は、[t-volume] セクションを設定し、[parameters] セクションにおいて icntl=14
としてください。本タリーは、1 つのインプットファイルにおいて 1 つのみ指定できます。

[t-volume] の入力書式は、以下の通りです。
表 178: [t-volume] パラメータ

name

値

説明

mesh =

reg

メッシュ型。reg だけ指定可。

file =

file name

ファイ名を定義する。

resfile =(省略可, D=file)

再開始計算時の過去タリーファイル名。

r-out =

(省略可, D=0.0)

外部ボイドの半径 (cm)。

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル。

method =(省略可,D=0)

モンテカルロ積分に関するオプション。

0:1:
s-type =1, 2

粒子軌跡による積分。
線源発生点による積分。

体積計算の線源の種類。

1:
2:

球体系線源。原点 (x0, y0, z0) と半径 r0 が必要。
直方体線源。x0, x1, y0, y1, z0, z1 が必要。

線源の形状を定義する座標や半径。

x0, y0, z0,
x1, y1, z1,
r0 =stdcut =(省略可, D=-1)

統計誤差による計算打ち切り機能のしきい値。

s-type により、体積計算時の線源の種類を指定できます。s-type=1 では、中心を (x0,y0,z0) とし半径を r0 とする球の表面から、法線内向きに cos 分布となるよう線源を発生させます。s-type=2 では、x=x0と x1、y=y0 と y1、z=z0 と z0 の面により形作られる直方体の 6 面から、法線内向きに一様な線源を発生させます。いずれの種類の場合でも、対象とするセルが線源領域に十分な余裕をもって囲まれるようにしてください。

stdcut を指定することで、タリー結果の統計誤差を基準として、PHITS の計算を打ち切ることができます。stdcut を正とし、[parameters] セクションにおいて itall=0,1 とした場合に機能します。バッチ終了時、タリー結果の全ての統計誤差が 0 より大きく stdcut よりも小さくなった場合に、そのバッチで計算を終了します。ただし、計算が終了するのは、そのタリーの全ての結果が条件を満たした場合になります。
また、stdcut を指定したタリーセクションが複数ある場合は、全てのタリーセクションの結果が条件を満たした時に計算を終了します。
本機能を用いて PHITS を実行した場合、file(6) (D=phits.out) において出力される [source] には、体積計算で使用した線源の情報が書き出されます。インプットファイルにある [source] の内容は出力されませんのでご注意ください。

7. 各タリーセクションの書式

352

以下に [t-volume] の一例を示します。
例 64:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:

[t-volume] の例題[ T - V o l u m e ]mesh = reg
reg = 101 102 103
file = volume.out
s-type =1x0 = 0.0
y0 = 0.0
z0 = 0.0
r0 = 50.0# mesh type is region-wise
104 105# file name of output for [volume]# 1: Sphere source, 2: Rectangular source# (D=0.0) x of sphere center# (D=0.0) y of sphere center# (D=0.0) z of sphere center# radius of sphere[t-volume] において mesh=reg とし、体積を求めたいセルの番号を reg=にて指定します。s-type の選択とこれに関連した x0 などのパラメータを設定することで、体積計算用の特別な線源領域を定義します。基
本的に、対象とするセルを囲むように線源領域を決定してください。対象とするセルが線源領域を越えていると正しく計算できません。また、逆に線源領域を広く取り過ぎると、計算時間が長くなってしまいますのでご注意ください。求めた体積は、file=で指定したファイルに出力されます。この出力ファイルの形式は以下の通りです。

[ T - V o l u m e ] offmesh = reg
....
....
....
[ V o l u m e ]
non
reg
1
101
2

....

# mesh type is region-wise
....
....
....

vol
5.0370E+02

....

non
0.2909102....

2.4727E+03 0.1634
....
....
....

....

....

....

....

# Information for Restart Calculation
....
....

....
....

....
....

....
....

[volume] セクションの形式で出力されるので、infl コマンド等により、icntl=0 とした本計算で使用できます。ここで、[volume] の最後の列にある数字は計算した体積の統計誤差（相対誤差）です。再開始計算のための情報も出力されていますので、統計誤差が大きい場合は、[parameters] に istdev=-1 or -2を加えて、再開始計算を行なってください。

7.19. [ T-Userdefined ] セクション353

7.19 [ T-Userdefined ] セクション
ユーザー定義タリーは、通常のタリーでは得ることができない様々な物理量をタリーする機能です。各
ユーザーが PHITS のソースファイル usrtally.f を Fortran 言語を用いて変更し、求める物理量を書き出します。このため、ソースファイルのコンパイルが必要となります。
インプットファイルで [t-userdefined] セクションを定義することにより、PHITS 実行時に subroutine
usrtally を通過するようになります。通過のタイミングは dumpall の書き出しと同じで、あらゆるイベントが発生した時です。本タリーの基本的な考え方として、subroutine usrtally で示されている変数を

if 文等の条件で選別してカウントすることで、求める物理量を引き出します。この subroutine で扱うことができる変数を以下で説明しますが、中には値を変更すると PHITS の計算がおかしくなる変数もあるので、十分に注意してください。本タリーの具体的な利用方法については、\phits\utility\usrtally フォ
ルダにある readme やサンプルインプットをご参照ください。

[t-userdefined] セクションでは、書き出し用ファイル名を与える file と subroutine usrtally で使用できるパラメータの数を指定する nudtvar およびそのパラメータの値 udtvar(i) 121 が定義できます。
これらは再コンパイルせずに変更できる変数となります。
表 179: [t-userdefined] パラメータ

name

値

説明

file =

file namesubroutine usrtally 内で使用できる書き出し用ファイル。
最大 50 まで定義できる（装置番号=151-200）。

nudtvar =0（省略時） 定義する udtvar(i) の数。

udtvar(i) =数値 (D=0)

例 65:
1:
2:
3:
4:
5:

subroutine usrtally 内で使用できるパラメータ。
i =nudtvar まで定義できる。

[T-Userdefined] パラメータの入力例
file = output1.dat
file = output2.dat
nudtvar = 2
udtvar(1) = 20.0
udtvar(2) = -10.0<-装置番号は 151 で、subroutine usrtally 内では iudtf(1)<-装置番号は 152 で、subroutine usrtally 内では iudtf(2)<-subroutine usrtally 内では nudtvar<-subroutine usrtally 内では udtvar(1)<-subroutine usrtally 内では udtvar(2)121 バージョン 3.01 以前の udtparai (i = 0 − 9) と同様の役割を果たします。バージョン 3.02 以降の PHITS でも udtparai は使用可能です。

7. 各タリーセクションの書式

354

以下が subroutine usrtally 内で示されている変数となります。

(1) NCOL:
これはプログラムの中の変数で、粒子輸送のタイミングの認識変数です。

NCOL
1
2

:
:

start of calculation
end of calculation

3
4

:
:

end of a batchsource

5
6
7

:
:
:

detection of geometry error
recovery of geometry error
termination by geometry error

8
9

:
:

termination by weight cut-off
termination by time cut-off

10
11
12

:
:
:

geometry boundary crossing
termination by energy cut-off
termination by escape or leakage

13
14

:
:

(n,x) reaction(n,n’x) reaction

15
16

:
:

sequential transport only for tally
surface cross for WW of xyz mesh(2) npe, me:
それぞれメモリ分散型並列計算時の並列 PE(Processor Element) 数と各 Element の識別番号。

(3) ipomp,npomp:
それぞれメモリ共有型並列計算時のスレッド識別番号と使用している全スレッド数。
(4) iusrtally:
subroutine usrtally への通過をコントロールするパラメータ。インプットファイルに [T-Userdefined]
セクションがあれば 1 となっています。

(5) iudtf(50):file で定義したファイルの装置番号 (151-200)。
(6) nudtvar:
nudtvar として定義した数。使用できる udtvar(i) の上限値。
(7) udtvar(i):udtvar(i) で定義した値。i=nudtvar まで使用できる。インプットファイルで定義していない udtvar(i)には 0 が入っている。
(8) NOCAS, NOBCH, RCASC, RSOUIN:
NOCAS
NOBCH
RCASC

:
:
:

current event number in this batchcurrent batch number
real number of NOCAS+maxcas*(NOBCH-1)

RSOUIN:sum of the weight of source particle

7.19. [ T-Userdefined ] セクション

355(9) NO, IDMN, ITYP, KTYP, JTYP, MTYP, RTYP, OLDWT:
NO
IDMN
ITYP

:
:
:

cascade id in this event
material id
particle type

KTYP
JTYP

:
:

particle kf-code
charge number of the particle

MTYP
RTYP
OLDWT

:
:
:

baryon number of the particle
rest mass of the particle (MeV)
weight of the particle at (x,y,z)(10) QS:
電子の阻止能 (dE/dx)。

(11) IBLZ1, IBLZ2, ILEV1, ILEV2:
IBLZ1

:

cell id at (x,y,z)

IBLZ2
ILEV1

:
:

cell id after crossing
level structure id of the cell at (x,y,z)

ILEV2

:

level structure id of the cell after crossing(a) ILAT1:
階層構造をもつ CELL の変数です。

(b) ILAT2:
階層構造をもつ CELL の変数です。
(12) COSTH, UANG(1), UANG(2), UANG(3), NSURF:
COSTH

:

cosine of an angle of incidence in a surface crossing

UANG(1,2,3)
NSURF

:
:

x,y,z component of a normal vector of its surface, respectively
internal number of the surface
Note that this is different from the surface number defined in the [surface](13) NAME, NCNT(1), NCNT(2), NCNT(3):NAME:

collision number of the particle

NCNT(1,2,3):

values of counter 1, 2, and 3(14) WT, U, V, W:
WT:

weight of the particle at (xc,yc,zc)

U, V, W:

unit vector of momentum of the particle(15) E, T, X, Y, Z:

7. 各タリーセクションの書式

356

E

:

energy of the particle at (x,y,z) (MeV)T
X, Y, Z::

time of the particle at (x,y,z) (nsec)
position coordinate of the preceding event point (cm)(16) EC, TC, XC, YC, ZC:
EC
TC

:
:

energy of the particle at (xc,yc,zc) (MeV)time of the particle at (xc,yc,zc) (nsec)

XC, YC, ZC:

position coordinate of the particle (cm)(17) SPX, SPY, SPZ:

SPX, SPY, SPZ:

unit vector of spin direction of the particle(18) NZST:粒子がもつ電荷 (charge state)。

(19) NCLSTS:
意味は、衝突もしくは崩壊による生成粒子の個数です。原子核も含みます。
(a) MATHZ, MATHN, JCOLL, KCOLL:
MATHZ
MATHN

:
:

Z number of the mother nucleus
N number of the mother nucleus

JCOLL
KCOLL

:
:

reaction type id1
reaction type id2

JCOLL, KCOLL はそれぞれ次のような意味を持ちます。
JCOLL
0

:

nothing happen

1
2

:
:

Hydrogen collisions
Particle Decays

3
4
5

:
:
:

Elastic collisions
High Energy Nuclear collisions
Heavy Ion reactions

6
7

:
:

Neutron reactions by data
Photon reactions by data

8
9
10

:
:
:

Electron reactions by data
Proton reactions by data
Neutron event mode

11
13

:
:

delta ray production
Photon reactions by EGS5

14:

Electron reactions by EGS5

7.19. [ T-Userdefined ] セクション

357

KCOLL
0
1

:
:

normalhigh energy fission

2
3
4

:
:
:

high energy absorption
low energy n elastic
low energy n non-elastic

5
6

:
:

low energy n fission
low energy n absorption(b) ICLUSTS, JCLUSTS, QCLUSTS, JCOUNT:
これらの変数は、各生成粒子の情報を記述するもので、NCLSTS だけ繰り返し、また、それぞれの変数も以下のように配列を持ちます。

ICLUSTS0:kind of particle
nucleus1
2::

protonneutron

3
4
5

:
:
:

pion
photon
kaon

6
7

:
:

muon
othersJCLUSTS(i)
i = 0

:

angular momentum

= 1
= 2

:
:

proton number
neutron number

= 3
= 4
= 5

:
:
:

ityp
status of the particle 0:
charge number

= 6
= 7

:
:

baryon number
kf codeQCLUSTS(i)
i = 0

:

impact parameter

= 1
= 2

:
:

x-component of unit vector of momentum
y-component of unit vector of momentum

= 3
= 4
= 5

:
:
:

z-component of unit vector of momentum√
etot = p2 + m2 (GeV)
rest mass (GeV)

= 6
= 7

:
:

excitation energy (MeV)
kinetic energy (MeV)

= 8
= 9
= 10

:
:
:

weighttime (nsec)
x coordinate (cm)

= 11
= 12

:
:

y coordinate (cm)z coordinate (cm)real, <0 :dead

7. 各タリーセクションの書式

358

7.20 [ T-Gshow ] セクション
xyz メッシュで指定する面の領域境界を表示します。この機能は、[parameters] で icntl=7 を指定すれば、輸送計算を行うことなく、出力させることができます。

output=10（他のタリーの gshow=5 オプション）は，Lattice や Tetra 構造が細かすぎてジオメトリに空白が出来てしまう場合に選択してください。
表 180: [t-gshow] パラメータ (1)

name

値

説明

mesh =

xyz

メッシュ型 xyz のみ、メッシュ型サブセクションが必要

axis =

xy, yz, xz

2 次元表示file =

file name

axis の数だけ定義する

output =1, 2

1:

境界線、2:

3, 4
5, 6
7, 8

3:
5:
7:

境界線+物質番号、4:

9, 10

9:

resol =
width =

1(省略時)
0.5(省略時)

領域境界を求める分解能を各辺 resol 倍します。

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル

angel =

(省略可)

angel パラメータ

sangel =(省略可)sangel パラメータ

x-txt =

(省略可)

x-軸テキストy-txt =

(省略可)

y-軸テキスト

境界線+物質色
境界線+物質色+物質番号

境界線+領域番号、6:

境界線+物質色+領域番号

境界線+LAT 番号、8:

境界線+物質色+LAT 番号

全て表示しない、10:ピクセル形式で物質色を表示

領域境界を表示する線の太さを定義します。

output=7, 8 は、最下層のセルが Lattice それ自身の時のみ、 Lattice の成分番号を (4,1,2) の形式
で出力します。例えば、5.6.4 節で示した図 47 は、次の様な [t-gshow] のインプットで出力しています。
例 66:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:

[t-gshow] の例題[ T - gshow ]mesh = xyz
x-type = 2
nx = 100xmin = -10.
xmax = 10
y-type = 1
ny = 1-5.0 5.0
z-type = 2nz= 100zmin = -10.
zmax = 10.
axis = xz
output = 8
file = cell-example6.dat
epsout = 1

7.20. [ T-Gshow ] セクション359

表 181: [t-gshow] パラメータ (2)

name

値

説明

epsout =0(省略時), 1

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名

bmpout =0(省略時), 1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。
ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。

mesh=xyz, axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkout =0(省略時), 1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルを出力する。
ファイル名は出力ファイルの拡張子を vtk に変えたファイル名。

mesh=xyz, axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
vtkfmt =0(省略時), 1

タリー出力結果の三次元可視化用ファイルのフォーマット。
テキスト形式（0）またはバイナリ形式（1）を選択する。

trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義

gslat =

2（省略時）,

Lattice の境界線に関するオプション。

= 0
= 1

境界線を描画しない。
境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されませ
ん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

7. 各タリーセクションの書式

360

7.21 [ T-Rshow ] セクション
xyz メッシュで指定する面の領域境界と、与えられた領域毎の物理量に比例した色でその領域を塗ります。通常は、reg メッシュで得られた物理量を value 定義文に書きこみ xyz メッシュで指定する面に領域の色として出力することを目的とします。従って、この機能は、パラメーターセクションで icntl = 9 を指定した時だけ 出力させることができます。
物理量に対して、色の変化を線形でするか、対数でするかは、ANGEL パラメーターで、zlog, zlin で指定して下さい。デフォルトは、zlin です。
表 182: [t-rshow] パラメータ (1)

name

値

説明

mesh =

xyz

メッシュ型 xyz のみ、メッシュ型サブセクションが必要

axis =

xy, yz, xz

2 次元表示file =

file name

axis の数だけ定義する

output =1, 2, 31:
3:

境界線、2:

境界線+物質番号、

境界線+領域番号

resol =
width =

1(省略時)
0.5(省略時)

領域境界を求める分解能を各辺 resol 倍します。

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル

angel =

(省略可)

angel パラメータ

sangel =(省略可)sangel パラメータ

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキストy-軸テキストz-txt =

(省略可)z-軸テキスト

領域境界を表示する線の太さを定義します。

領域定義

reg =
value

各領域の物理量を定義します。
この行の下に value 定義文が必要。

value 定義文。書式は volume 定義文と同じ。6.1.2 を参照。

reg valiechrl =72(省略時)value のインプットエコーの時の最大コラム数

7.21. [ T-Rshow ] セクション361

表 183: [t-rshow] パラメータ (2)

name

値

説明

epsout =0(省略時), 1

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名

bmpout =0(省略時), 1

二次元ビットマップ画像ファイルを出力する。
ファイル名は出力ファイルの拡張子を bmp に変えたファイル名。

mesh=xyz, axis=(xy, yz, xz のいずれか) のときのみ有効。
trcl =(省略可)r-z, xyz メッシュの座標変換番号もしくは座標変換定義

gslat =

2（省略時）,= 0= 1

Lattice の境界線に関するオプション。
境界線を描画しない。
境界線を描画する。（ただしボクセルファントムはきれいに描画されませ
ん。）

= 2
= 3

同じセルの場合は境界線を描画しない。
同じ物質の場合は線なし。この場合、Lattice や連続四面体以外でも、隣接セルが同じ物質の場合は境界線が描画されなくなります。また、gshow≥ 3の場合でも、セル番号や Lat 番号は表示されなくなります。

7. 各タリーセクションの書式

362

例えば、5.6.4 節の図 47 に色を付ける場合、次の例題で示すような [t-rshow] タリーを用いると、図70 の結果を得ることができます。

[ T - rshow ]mesh = xyz
x-type = 2
nx = 100xmin = -10.
xmax = 10.
y-type = 1
ny = 1-5.0 5.0
z-type = 2
nz = 100zmin = -10.
zmax = 10.
axis = xz
output = 1
file = cell-example6-rshow.dat
epsout = 1
reg = (201<101[-1 1 0]<1) (201<101[0 1 0]<1) (201<101[1 1 0]<1)(201<101[-1 0 0]<1) (201<101[0 0 0]<1) (201<101[1 0 0]<1)(201<101[-1 -1 0]<1) (201<101[0 -1 0]<1) (201<101[1 -1 0]<1)
value
non
reg
val
# reg definition
1 1000001
1.0000E+00 # ( 201 < 101[ -1 1 0 ] < 1 )2 1000002
2.0000E+00 # ( 201 < 101[ 0 1 0 ] < 1 )3 1000003
3.0000E+00 # ( 201 < 101[ 1 1 0 ] < 1 )4 1000004
4.0000E+00 # ( 201 < 101[ -1 0 0 ] < 1 )5 1000005
5.0000E+00 # ( 201 < 101[ 0 0 0 ] < 1 )6 1000006
6.0000E+00 # ( 201 < 101[ 1 0 0 ] < 1 )7 1000007
7.0000E+00 # ( 201 < 101[ -1 -1 0 ] < 1 )8 1000008
8.0000E+00 # ( 201 < 101[ 0 -1 0 ] < 1 )9 1000009
9.0000E+00 # ( 201 < 101[ 1 -1 0 ] < 1 )10

5

Values

1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:
26:
27:
28:
29:
30:
31:

[t-rshow] の例題

x [cm]

例 67:

0

−5

−10
−10

−5

100

0
z [cm]

510

図 70: [t-rshow] の例題を用いて図 47 の各領域に色をつけた結果。

7.22. [ T-3Dshow ] セクション363

7.22 [ T-3Dshow ] セクション
幾何形状の 3 次元パース図を出力します。このタリーは、パラメーターセクションで icntl = 11 を指定した時だけ出力させることができます。
表 184: [t-3dshow] パラメータ (1)

name

値

説明

output =0, 1, 2, 3
(省略時 3)

0:
3:

(省略可)

表示する material を限定する。複数定義可。

all, 数all : デフォルト、この場合省略した場合と同じ。
数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記述する。 負の数にした場合は、それらの material を表示

material =ドラフト、 1:

境界線のみ、 2:

境界線無し、

境界線+カラー

しないことを意味する。

(次行)

2 5 8

material 番号

x0 =
y0 =
z0 =

(D=0.0)(D=0.0)(D=0.0)

視線、光線の原点の座標。

e-the =
e-phi =
e-dst =

(D=80)(D=140)(D=w-dst*10)

視点の z 方向からの角度 θ(degree)l-the =
l-phi =
l-dst =

(D=e-the)(D=e-phi)(D=e-dst)

光源の z 方向からの角度 θ(degree)

w-wdt =
w-hgt =
w-dst =

(D=100)(D=100)(D=200)

画面フレームの幅 (cm)

この点と視点を結んだ線が画面の中央になる。
視点、光源の座標は、この点を原点とする。
視点の x 方向からの方位角 ϕ(degree)
視点の視点原点からの距離 (cm)
光源の x 方向からの方位角 ϕ(degree)
光源の光線原点からの距離 (cm)
画面フレームの高さ (cm)
画面フレームの視点原点からの距離 (cm)。画面フレームの中央と視点原点を結ぶ直線は、画面フレーム平面に垂直で、かつ視点を通る。

w-mnw =
w-mnh =
w-ang =

(D=100)(D=100)(D=0.0)

画面横方向のメッシュ数

heaven =(D=y)

画面上方向の向き x, -x, y, -y, z, -z で指定

mirror =(D=0)=-1 で画面の左右鏡面変換

画面高さ方向のメッシュ数
画面の回転 (degree)7. 各タリーセクションの書式

364

ᴟᗙᶆ⣔

どⅬ
(e-the,e-phi,e-dst)⏬㠃䝣䝺䞊䝮

ᴟᗙᶆ⣔ග※(l-the,l-phi,l-dst)
e-dst
w-dst
w-hgt
(w-mnh)w-wdt(w-mnw)

ཎⅬ (x0,y0,z0)

w-mnw 㽢 w-mnh 䠙 ⏬⣲ᩘ
100 㽢 100 (default)

XYZᗙᶆ⣔

図 71: 3dshow タリー: 原点 (x0,y0,z0)、視点 (e-the,e-phi,e-dst)、光源 (l-the,l-phi,l-dst) 及び画面フレーム (w-wdt,w-hgt,w-dst) の与え方。

7.22. [ T-3Dshow ] セクション365

表 185: [t-3dshow] パラメータ (2)

name

値

説明

line =(D=0) 0, 1

output = 1, 3 の時、0:1:

物質境界 + 面境界、

物質境界 + 面境界 + 領域境界 を描く。

r-out =

(D=50000)

視点、光源を含む外部ボイドの半径 (cm)shadow =(D=0)

影の強さ、0 で影無し。2 ぐらいが適当。

bright =(D=0.8)面の明るさの制限、1 で最大、0 で明るさ無し

dark =(D=0.2)

面の暗さの制限、1 で暗さ無し、0 で最大

box =
box

(D=0)
10 個の数字

透過 box の数、最大 5 個まで。

matinbox =(省略可)all, 数box 内で表示する material を指定する。複数定義可。
all : デフォルト、この場合省略した場合と同じ。
数を指定した場合、その数だけの material を次の行に記

透過 box の数だけ繰り返す述する。 負の数は不可。

(次行)

2 5 8

material 番号

reginbox =(省略可)box 内で表示する領域を指定する。複数定義可。

all, 領域番号

all : デフォルト、この場合省略した場合と同じ。
matinbox の指定のある物質では、非表示にする

resol =

1(省略時)

境界を求める分解能を各辺 resol 倍します。

width =

0.5(省略時)

域境界を表示する線の太さを定義します。

file =

file name

axis の数だけ定義する

title =

(省略可)

出力ファイルヘッダーのタイトル

angel =

(省略可)

angel パラメータ

sangel =(省略可)sangel パラメータ

x-txt =
y-txt =

(省略可)
(省略可)

x-軸テキストy-軸テキストz-txt =

(省略可)z-軸テキスト

epsout =0(省略時), 1

1 で出力ファイルを ANGEL で処理した eps ファイルを作成。ファイル名は出力ファイルの拡張子を eps に変えたファイル名

axishow =(D=1) 0, 1, 2

0:xyz 軸を表示しない。
1:xyz 軸を左下に表示する。
2:xyz 軸を中心に表示する。

reg =また、reginbox =の表式は、サブセクション 6.1.1 の領域メッシュの指定の仕方と同じです。

計算時間短縮のため、光源、視点が外部ボイドの内側に納まるように、半径 r-out の球を新たに設定してその外側を外部ボイド、その内側を内部ボイドに設定しています。r-out のデフォルトの値が小さい場
合は、つまり、幾何形状がこの値より大きい場合、もしくは、光源、視点を非常に遠くに置きたい時など、

r-out の値を大きく設定して下さい。この新しく加えられた外部ボイドを定義する球の設定は、インプッ
トエコーで見ることができます。従って、この icntl = 11 の計算のインプットエコーの出力を再び計算のインプットに用いますとエラーします。視点と光源を一致させれば、影はできません。

7. 各タリーセクションの書式

366

7.22.1box の定義

透過 box は、最大 5 個まで定義できます。これらの box で定義された内部は、光は透過します。box の定
義は、空間内の 3 点、b0 (x0 ,y0 ,z0 ), b1 (x1 ,y1 ,z1 ), b2 (x2 ,y2 ,z2 ) を与えて、この 3 点で定義される平面に垂直な方向、つまり、( b1 - b0 ) × ( b2 - b0 ) の方向に点 b3 を点 b0 から長さ L のところに取ります。この 4 点で下図のように box を定義します。この box の定義には、座標変換が使えます。box の各点を定義する前に trcl=で座標変換番号を定義するか、trcl=(・
・
・
・
・
・
・
・
・) のように座標変換を直接定義します。
ただし、透過 box で定義した空間に真空 (void) があると適切に機能しない場合があるようです。そのときは、密度を薄くした空気等の物質でその領域を満たしてください。

box の定義の書式は、

box = 2
box

box

box

x0
x1
x2

y0
y1
y2

z0
z1
z2

L

trcl = 2x0 y0 z0x1 y1 z1x2 y2 z2 L
*trcl = (0 0 0
0.0
-5.0

0.0
0.0

0.0
0.0

0.0

0.0

5.0

0 90 90

90 60 150

90 30 60-1)

5.0

( x1 , y1 , z1 )( x3 , y3 , z3 )L

( x0 , y0 , z0 )( x2 , y2 , z2 )

7.22. [ T-3Dshow ] セクション

7.22.2367

3dshow の例題

3dshow の例題を見てみましょう。以下の例題の幾何形状は、以下のようなものです。
例 68:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:
26:
27:
28:
29:
30:
31:

[t-3dshow] の例題 (1)[cell]
1 0 -1 fill=1
2 0 -41 42 -43 44 -45 46 u=1 fill=5
22 0 -41 42 -43 44 -45 46 u=1 trcl=(0 0 20) fill=6
23 like 22 but trcl=(0 0 40) fill = 7
5 0 -21 22 -23 24 -25 26 u=5 lat=1 fill=3
6 0 -21 22 -23 24 -25 26 u=6 lat=1 fill= -1:1 0:0 0:0 2 2(0 0 5) 2
7 0 -21 22 -23 24 -25 26 u=7 fill= -1:1 0:0 0:0 2 3 2 lat=1
3 1 3.97300E-02 3 u=2
4 6 4.18280E-02 -3 u=2
13 5 8.47130E-04 -3 u=3
14 3 1.23620E-01 3 u=3
8 -1 +1[surface]1rpp -15 15 -5 5 -5 55
21
px
5
22
px
-5
23
py
5
24
py
-5
25
pz
15
26
pz
-5
41
px
15
42
px -15
43
py
5
44
py
-5
45
pz
15
46
pz
-5
5
rpp -20 20 -5 5 -5 35
6rpp -20 20 -5 5 -5 15
7rpp -20 20 -5 5 35 55
3c/y
0 10 4全体は直方体、中にやはり直方体の lattice とその中に円柱が入っています。これを表示する 3dshow のインプットは次のようになります。
例 69:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:

[t-3dshow] の例題 (2)[t-3dshow]
output = 3
heaven = x
resol = 2
width = 0.1
x0 = 0y0 = 0z0 = 25e-the = 70
e-phi = 50
e-dst = 1000
l-the = 50l-phi = 25
l-dst = 2000
w-wdt = 60
w-hgt = 40
w-dst = 150
file = dshow.dat

7. 各タリーセクションの書式

368

この結果は、となります。これに、line = 1 を加えて、領域境界の線も書き込んでみます。

lattice がどう組まれているかが分かると思います。次に、赤の領域、物質 5 番を透明にするために、また、影を付けるために、
material = -1
5
shadow = 2を加えます。

7.22. [ T-3Dshow ] セクション369

次に、box を設定します。
box = 1
box
0
100
0

10
10
10

30
30
100 100

box により、一部が透明になり内部が見られます。

次に、
reg = ( 3 < 6[0 0 0] )matinbox = 1
6を加え、box 外では、reg = ( 3 < 6[0 0 0] ) を透明にし、box 内では、物質 6 番を見える様にします。

これらの組み合わせで、複雑な構造の内部を希望どおり表示することが可能になります。

7. 各タリーセクションの書式

370

7.23 [ T-4Dtrack ] セクション
粒子の軌跡情報（位置と時間）を出力します。出力ファイルを PHIG-3D の Particle tracks タブで読み込ませることで計算体系上に軌跡を出力できます。
表 186: [T-4Dtrack] パラメータ (1)
名前

値

説明

file

出力ファイル名

書き出し用ファイル名。

regall (省略時)

飛跡を書き出す領域番号を指定する。書式は 44 節を参照。

partall (省略時)

飛跡を書き出す粒子を指定する。指定しない場合は全ての粒子を書き出す。part に nucleus が含まれている場合、不安定原子核も書き出し対象になる。ただし、対象となる原子核
は、半減期が HalfLifeMin と HalfLifeMax の間のものに限定されます。書式は 6.7.1 節を参照。

stepminEM= 0.0 (省略時)

電子、陽電子、光子の最小ステップ距離 (cm)。この値を調整することで、PHIG-3D を用いた描画の質を大きく損なうことなくデータサイズを小さくできる。詳細は以下の (1) を参照。
指定した粒子がエネルギーカットオフ以下になり停止した後、

PinnedOption

すぐに描画から消さずに残すか（ピン留めするか）を選択する。残す時間は指定可能。

= 0 (省略時)= 1

ピン留めしない。
生成原子核をピン留めする。対象の原子核を半減期で指定可能。

= 2

PinnedParticles で指定した粒子をピン留めする。
ピン留めする時間のタイプを指定

PinnedTimeOption= 0 (省略時)= 1

固定時間。PinnedTimeFix で指定。

= 2

max(0, aHalf×log10(半減期/s)+bHalf) (ns)aHalf × 不安定核の半減期(1） ある粒子飛跡は、基本的に連続したステップで構成される。電子、陽電子、光子の平均自由行程は
基本的に非常に小さく、したがって全てのステップを書き出すとデータサイズが非常に大きくなってしまう。そこで、あるステップの始点からの距離が stepminEM 以下のステップは書き出さないことで、データサイズを節約する。

7.23. [ T-4Dtrack ] セクション371

表 187: [T-4Dtrack] パラメータ (2)
名前

値

説明

PinnedTimeFix= 10.0 (省略時)

ピン留めする固定時間 (ns)。PinnedTimeOption = 0 で使用する。

= 1.0 (省略時)

aHalf

半減期のスケールパラメータ。

PinnedTimeOption = 1,2 で使用する。
= 0.0 (省略時)bHalf

半減期の対数項のスケールパラメータ。

PinnedTimeOption = 2 で使用する。
= 1.0e-22 s (省略時)

HalfLifeMin

対象とする不安定核種の半減期の最小値。

part = nucleus, PinnedTimeOption = 1,2 で利用される。数値の後にスペースを１つ以上入れ、その後に時間の単位を入力する。使用可能な単位は s, min, h, d, y
で、それぞれ 秒、分、時間、日、年を意味する。

= 3.0e+32 s (省略時)

HalfLifeMax

対象とする不安定核種の半減期の最大値。

part = nucleus, PinnedTimeOption = 1,2 で利用される。数値の入力方法は HalfLifeMin と同じ。
PinnedParticles

無し (省略時)

ピン留めする粒子名または kf コードを入力。複数入力する場合はスペースで間を開ける。

無し (省略時)

HistoryMax

書き出すイベント数の最大値。省略時は全てのイベントを書き出す。

入力ファイル名 (パス)HistoryFile

書き出すイベント番号を指定したファイル名。指定しない場合は全てのイベントを書き出す。
ファイル構造：１行ごとに書き出したいイベントの NOCAS（イベント番号）と NOBCH（バッチ番号）を記入する（例１）。数値は実数形式でもよみこめるため、NOCAS と NOBCHを指定した dump データファイルも読み込める。

以下は、HistoryFile で指定するファイルの入力例です。

# NOCAS

NOBCH

1
2
3

1
1
1

1
2

2
2

3

2

8. dump ファイルの処理

372

8

dump ファイルの処理[t-cross], [t-time], [t-product] タリーで、粒子の情報をファイルにダンプすることができます。

このダンプファイルをソースとして新たな継続計算ができます（詳細は ‘‘lecture/advanced/sourceB’’参照）。また、ダンプファイルの情報を処理することにより、既存のタリーにはない物理量の集計を取ることができます。そのためには、ユーザーがダンプファイルを読み込んで処理するプログラムを書かなければなりません。そのプログラムの雛形として、バイナリーダンプファイルをアスキーへ、アスキーダンプファイ
ルをバイナリーへ変換するプログラム ‘‘dump-a.f’’ を添付しました。また、このプログラムを使えば、1つのダンプファイルを複数に分割したり、複数のファイルを１つに統合したりすることもできます。MPI 並
列計算の場合、dump ファイルを並列数と一致するように分割する必要がありますので、ダンプファイルを作成する計算と線源として使用する計算で並列数が異なる際、有用となります。以下、その使用方法です。
プログラムは、実行ファイル（‘‘dump-a win.exe’’, ‘‘dump-a mac.exe’’ もしくは ‘‘dump-a lin.exe’’）をダブルクリック、もしくはターミナルから実行することで起動します。起動したら、** input the file name of input dump file** blank for direct input from consoleというメッセージが出ますので、インプットファイル名を入力して Enter キーを押します。コンソールから直接パラメータを指定したい場合は、何も入力せずに Enter キーを押してください。インプットファイ
ルには、以下の情報（括弧内はパラメータ名）が必要となります。

• 1 行目 (iasb):

入力ダンプファイルのフォーマット (0:• 2 行目 (ipur):

利用目的 (0:• 3 行目 (chin):

入力ダンプファイル名• 4 行目 (isdmp(0)):

フォーマット変換, 1:

バイナリ, 1:

分割/統合, 2:

アスキー)
ユーザー定義プログラム)

各粒子に対する情報数（次の行で入力する ID の数）• 5 行目 (isdmp(1-isdmp(0))):

dump データの ID 番号（表 63,64 参照）• 6 行目 (chot):

出力ダンプファイル名• 7 行目 (irec):

読み込む粒子数（0 の場合は、全て読み込みます）• 8 行目 (ninp):
入力)

入力ダンプファイルの分割数 (ipur = 1 のみ必要、分割されていない場合は 0 を• 9 行目 (nout):

出力ダンプファイルの分割数 (ipur = 1 のみ必要、分割しない場合は 0 を入力)

フォーマット変換用（‘‘dump-convert.inp’’) とファイル分割/統合用 (‘‘dump-divcom.inp’’) のサ
ンプル入力ファイルが ‘‘phits/utiliity/dump-a’’ フォルダにあります。なお、ファイルを分割する際、同じヒストリーによって作られた粒子の情報は同じファイルに出力されます。これは、生成された 2 次粒子の相関を残すためです。

373

9

領域エラーチェック3 次元体系を構築する際、ある場所を 2 つ以上の領域で定義してしまう多重定義や、1 つも領域を設定しない未定義領域が生じる可能性があります。これらの領域エラーが発生した状態では、輸送している粒子の現在位置がわからなくなってしまう場合があり、適切な輸送計算を実行することができません。領域エラー
チェックは、構築した体系内に 2 重定義や未定義領域がないか確認するための機能です。この機能を利用して領域エラーのない 3 次元体系を作成してください。
領域エラーチェック機能は、ジオメトリを 2 次元表示するタリーで自動的に実行されます。具体的には[t-gshow], [t-rshow] タリー、及び icntl=8 or 10 の場合に axis = xy, yz, or xz として gshow orrshow オプションを指定したタリーが該当します。
領域エラーがある場合、図 72 のような出力結果が得られます。多重定義領域がある場合はその領域を黒色で、未定義領域がある場合はその領域を紫色で表示します。ただし、未定義領域がある場合に、その周りの定義された領域が消えてしまう場合があります。

図 72: 領域エラーがある場合の出力結果

file=で指定したファイル名の拡張子を ‘‘.err’’ に変えた領域エラーファイルを作成します。このファ
イルには、エラーが起こっている領域の (x,y,z) 座標が次のような形式で出力されます。
Errors of cell definition in EPS Page No. =Overlapped Cell IDs x, y, z coodinates

1(Cells 0
100

0
102

indicate undefined region)-4.847761E+00 1.234568E-11 -1.211940E+00

00-4.241791E+00 -2.500000E+00 -8.079602E-01

1 行目のエラーは、セル 100 と 102 が x = -4.847761E+00, y = 1.234568E-11, z = -1.211940E+00
で重なっていることを示しています。2 行目のエラーは、 x = -4.241791E+00, y = -2.500000E+00, z= -8.079602E-01 の場所が未定義領域であることを示しています。
この領域エラーチェック機能を用いれば、複雑な 3 次元体系を作成する場合でも、効率的にエラー領域を見つけることができます。ただしこの機能は、タリー領域で指定している範囲しかチェックしませんのでご374

9. 領域エラーチェック

注意ください。また、範囲内であっても、xyz メッシュで区切った格子点しかチェックしませんので、小さな領域エラーがある場合は見逃してしまう可能性がありますので、ご注意ください。

375

10 コンパイル
ユーザー定義線源 5.3.18 やユーザー定義タリー 7.19 を利用する場合は、PHITS をコンパイルする必要があります。PHITS 事務局で推奨しているコンパイラは Intel Fortran Compiler（11.1 以降）122 です。
これ以外のコンパイラによる不具合に関しては十分なサポートができないことをご了承ください。
表 188 に、各 OS においてコンパイル可能なコンパイラと並列計算に関する設定の組み合わせをまとめました。可能な組み合わせには ✓ をつけています。表にある single は並列計算を行わない場合を表しており、MPI と Open MP はそれぞれ MPI プロトコルと Open MP を利用した並列計算、hybrid はそれらを組み合わせた並列計算の設定を表しています。並列計算については、11 節をご覧ください。
表 188: 各 OS におけるコンパイル可能なコンパイラと設定の組み合わせ。∗gfortran を使った場合の OpenMP
高速化性能はそれほど高くありません。

OSIntel FortrangfortransingleMPI

Open MPhybridsingleMPIWindows

✓

✓

✓

✓

✓

✓

Mac

✓

Linux

✓

✓
✓

✓

10.1

Windows OS におけるコンパイル方法

10.1.1

Makefile を利用したコンパイル✓✓✓

Open MPhybrid✓∗✓‘‘/src/’’ フォルダ内にある ‘‘makefile’’ を使って、PHITS をコンパイルすることができます。ただし、これに対応したコンパイラが少ないため、現在この方法は奨励されません。この方法でコンパイルするには、‘‘makefile’’ を各自の環境に合わせて書き換える必要があります。具体的には、このファイルの最初の辺りにある ENVFLAGS に計算環境に応じた変数をセットしてください（例えば、gfortran compilerを使用する場合は WinGfort）。作成される実行ファイル名は、phits XXX.exe（XXX は ENVFLAGS にセット
した変数）のようになります。例えば、ENVFLAGS=WinGfort の場合は、phits WinGfort.exe が実行ファ
イル名です。‘‘makefile’’ 中のコンパイラオプションなどは一例ですので、場合によってはそれらを変更することによりうまくコンパイルできる可能性があります。なお、付属の ‘‘makefile’’ が想定しているのは GNU make です。もし、‘‘make’’ コマンドで動作しない場合は、‘‘gmake’’ をお試しください。

Windows 用コンパイラとして gfortran をインストールする場合は、• MinGW-w64 - for 32 and 64 bit Windows(https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/?source=navbar)にアクセスし、左上にある ‘‘Download Latest Version’’ をクリックしてインストーラーをダウンロー
ドしてください。ダウンロードしたインストーラー（exe ファイル）を実行するとインストールが始まりますので、‘‘Version’’ は最新版（もしくはそれ以外の適合 version）を選択し123 、‘‘Architecture’’ は64bit であれば ‘‘x86 64’’, 32bit であれば ‘‘i686’’ を選択しながら進めてください。これら以外は変更する必要はありません。最後は ‘‘next’’ を押すとインストールが完了します124 。次に、PHITS をコンパイルする場合は以下の手順で行ってください。
122 PHITS は Intel Fortran でコンパイルした方が高速化されますので，可能であれば Intel Fortran の利用をお勧めいたします。有償の Intel Fortran Compiler でも無償の Intel OneAPI でも利用できます。Intel OneAPI を使うための Fortran Compiler と Visual Studio イ
ンストール手順は、“phits/document/OneAPI-Fortran-manual.pdf” を参照してください。
123 gfortran のバージョン 4.9-5.4 で、適切にコンパイルされない場合があります。
124 なお、このパッケージをインストールした場合、“make” コマンドとして “mingw32-make” が利用できるようになります。

10. コンパイル376(1) インストールしたフォルダにある ‘‘mingw-w64.bat’’ をダブルクリックしてコマンドプロンプトを開く。
(2) cd コマンドなどにより ‘‘/phits/src/’’ フォルダに移動して、
mingw32-makeと、コマンドを入力するとコンパイルが始まります。ただしその際、あらかじめ ‘‘makefile’’ を編集し、ENVFLAGS=WinGfort と変更しておいてください。また、MPI や OpenMP は利用しない設定としてください。
作成した実行ファイル (phits WinGfort.exe) を使用するには、gfortran をインストールしたフォルダに PATH を通す必要があります。最も簡単な方法は ‘‘phits.bat’’ を使う方法です。その場合は、テキス
トエディタで ‘‘mingw-w64.bat’’ を開き、その 2 行目にある

set PATH=C:\Program Files\mingw-64\...
の行を ‘‘phits.bat’’ の 2 行目にコピー＆ペーストし、PHITS Single EXE パラメータの箇所を作成した実行ファイル名（例えば、c:/phits/phits WinGfort.exe）に変更します。以上により、従来と同じ方法（送る →PHITS、もしくは TeraPad から PHITS を実行）で PHITS を実行することができます。その際、OpenMPは使えませんのでご注意ください。また、PHITS 実行後に ‘‘Note:exceptions are signaling:
題ありません。

10.1.2

The following floating-point
IEEE DENORMAL’’ のような警告が出る場合がありますが、無視しても問Microsoft Visual Studio と Intel Fortran を利用したコンパイル (Windows 用)‘‘/phits/bin/’’ フォルダ内に、Microsoft Visual Studio と Intel Fortran を組み合わせた環境に対するプロジェクトファイル (‘‘phits-intel.proj’’) が含まれています。以下の手順に従うことにより、このファイルを使って PHITS をコンパイルが実行できます。なお、以下の手順は有償の Intel FortranCompiler でも、無償の Intel OneAPI でも可能です。Intel OneAPI を使うための Fortran Compiler とVisual Studio インストール手順は、‘‘phits/document/OneAPI-Fortran-manual.pdf’’ を参照してください。
(1) phits-intel.proj をダブルクリック (Visual Studio や Intel Fortran のバージョンが新しい場
合は自動更新する場合があります。また、Visual Studio 2005 以前や Intel Fortran 11.1 より前のバージョンではうまく開けない場合があります)(2) リリースモードで phits-intel.proj をビルドする（1 度で成功しない場合は何度か試してみてください。）(3) bin フォルダ内に PHITS のインプットファイルを作成(4) リリースモードで実行(5) 起動した実行画面で file=PHITS インプットファイル名と入力(6) xz track all.eps が作成されたことを確認
メモリ共有型並列計算用の実行ファイルを作成する場合は、ビルドする前に ‘‘/Qopenmp’’ オプションを追加してください。
（Microsoft Visual Studio ウインドーの上部メニューから ‘‘プロジェクト’’ →‘‘phits-intelのプロパティ’’ を選択肢、‘‘Fortran’’ →‘‘コマンドライン’’ の ‘‘追加のオプション’’ に追加します。）

10.2. Mac OS におけるコンパイル方法

377

もし、作成した実行ファイルを ‘‘送る’’ 機能で使用する場合は、‘‘/phits/bin/’’ フォルダにある‘‘phits.bat’’ をテキストエディタで開き、次のように書かれている環境変数の PHITS XXX EXE を書き換えてください（XXX には single, MPI, OpenMP が入る）。

set PHITS_Single_EXE="c:/phits/bin/phits308_win.exe"
set PHITS_MPI_EXE="c:/phits/bin/phits308_win_mpi.exe"
set PHITS_OpenMP_EXE="c:/phits/bin/phits308_win_openmp.exe"
Single, MPI, OpenMP は、それぞれ並列計算を行わない場合、MPI を利用したメモリ分散型並列計算、Open
MP を利用したメモリ共有型並列計算を意味しており、作成した実行ファイルの設定に対応した変数を書き換
えてください。実行ファイル名の方を ‘‘phits.bat’’ に書かれている名称（例えば、phits308 win.exe）に変更しても動作しますが、PHITS の更新を行う際に必要となりますので、元のファイルを消さないようにご注意ください。

10.2

Mac OS におけるコンパイル方法

10.2.1

Makefile を利用したコンパイル‘‘/src/’’ フォルダ内にある ‘‘makefile’’ を使って、PHITS をコンパイルすることができます。そのためには、‘‘makefile’’ を各自の環境に合わせて書き換える必要があります。具体的には、このファイルの最初の辺りにある ENVFLAGS に計算環境に応じた変数をセットしてください（例えば、Intel Fortran compilerを使用する場合は MacIfort）。また、メモリ共有型並列を使用する場合は、USEOMP のある行の ‘‘#’’ を消して、これらを有効にしてください。作成される実行ファイル名は、phits XXX.exe（XXX は ENVFLAGSにセットした変数）のようになります。例えば、ENVFLAGS=MacIfort の場合は、phits MacIfort.exe が実行ファイル名です。更に、USEOMP を有効にした場合は phits MacIfort OMP.exe のようになります。

‘‘makefile’’ 中のコンパイラオプションなどは一例ですので、場合によってはそれらを変更することによりうまくコンパイルできる可能性があります。なお、付属の ‘‘makefile’’ が想定しているのは GNU makeです。もし、‘‘make’’ コマンドで動作しない場合は、‘‘gmake’’ をお試しください。

Intel OneAPI がインストールされているマシンでは ifort を使ってください。このためには ‘‘makefile’’ でENVFLAGS=MacIfort としてください。OneAPI をお持ちでない場合は gfortran を使ってください。gfortranをインストールするためには Homebrew パッケージマネージャを使用します。Homebrew がインストールされていない場合には、ターミナルで以下のコマンドを実行してください。
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"Homebrew のインストール後にターミナルで次のコマンドを実行して、gfortran をインストーしてください。
brew install gcc
以上で gfortran のインストールが完了します。gfortran を使ってコンパイルするためには、‘‘makefile’’ でENVFLAGS=MacGfort としてください。

10.3

Linux OS におけるコンパイル方法

10.3.1

Makefile を利用したコンパイル‘‘/src/’’ フォルダ内にある ‘‘makefile’’ を使って、PHITS をコンパイルすることができます。そのためには、‘‘makefile’’ を各自の環境に合わせて書き換える必要があります。具体的には、このファイルの最初の辺りにある ENVFLAGS に計算環境に応じた変数をセットしてください（例えば、Linux で Intel10. コンパイル

378

Fortran compiler を使用する場合は LinIfort）。また、メモリ分散型並列及びメモリ共有型並列を使用する場合は、USEMPI や USEOMP のある行の ‘‘#’’ を消して、これらを有効にしてください。作成される実行
ファイル名は、phits XXX.exe（XXX は ENVFLAGS にセットした変数）のようになります。実行ファイルは‘‘/src/’’ フォルダの親フォルダである ‘‘/phits/’’ フォルダに作られます。例えば、ENVFLAGS=LinIfortの場合は、phits LinIfort が実行ファイル名です。更に、USEOMP を有効にした場合は phits LinIfort OMPのようになります。‘‘makefile’’ 中のコンパイラオプションなどは一例ですので、場合によってはそれらを変更することによりうまくコンパイルできる可能性があります。なお、付属の ‘‘makefile’’ が想定しているのは GNU make です。もし、‘‘make’’ コマンドで動作しない場合は、‘‘gmake’’ をお試しください。

10.4

KURBUC を含めたコンパイル

陽子及びイオンに対する飛跡構造解析コード KURBUC のソースコード ‘‘kurbuc.f’’ は、著作権の関係上‘‘src’’ フォルダに含まれておりません。パッケージに含まれる ‘‘kurbuc.f’’ は、本物の ‘‘kurbuc.f’’ がなくてもコンパイルができるように作成したダミーファイルです。したがって、上記手順でそのままコンパイルすると、陽子やイオンに対する飛跡構造解析を行うことができない PHITS 実行ファイルが作成されます。
各自で作成した実行ファイルで陽子やイオンに対する飛跡構造解析を行いたい場合は、まずは通常のコンパイルを実施した後、作成された kurbuc 用オブジェクトファイル (‘‘kurbuc.o’’ や ‘‘kurbuc.obj’’ など) を ‘‘src/kurbuc-obj’’ フォルダに含まれる各自の環境に合ったオブジェクトファイルに置き換えて、実行ファイルを再作成してください。通常のコンパイル方法で実行ファイルが再作成されない場合は、例
えば ‘‘main.f’’ を再保存してタイムスタンプを更新してから再コンパイルしてください。各オブジェクト
ファイルのコンパイル環境は、‘‘src/kurbuc-obj/readme.txt’’ をご参照ください。各自の環境に対応するオブジェクトファイルがない場合や、付属のオブジェクトファイルでは正しく動作しない場合は、PHITS
事務局までご連絡ください。

10.5. 配列の大きさの変更

10.5

379

配列の大きさの変更

インクルードファイル ‘‘param.inc‘‘ の中に、ユーザーが場合により変更しなければならない配列の大きさが記述されています。特に重要なのは、kvlmax（定義する cell や material の最大数）、itlmax（定義するタリーの最大数）、isrc（定義するマルチソースの最大数）です。
以下に現在のデフォルト値が記述された ‘‘param.inc‘‘ を示します。
ファイル 2:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
21:
22:
23:
24:
25:
26:
27:
28:
29:
30:
31:
32:

param.inc***************************************************************************’param.inc’***************************************************************************
parameter ( mdas
= 80000000 )parameter ( kvlmax =3000 )
parameter ( kvmmax = 1000000 )parameter ( itlmax =200 )parameter ( inevt =70 )parameter ( isrc=
500 )parameter ( nbchmax=
10000 )
parameter ( multmax=
500 )common /mdasa/ das( mdas )common /mdasb/ mmmax*----------------------------------------------------------------------*
*
*
*
mdas
: total memory * 8 = byte**
mmmax : maximum number of total array****kvlmax : maximum number of regions, cell and material**
kvmmax : maximum number of id for regions, cel and material****
itlmax : number of maximum tally entry**
inevt : number of collision type for summary**
isrc: number of multi-source**
nbchmax: maximum number of batch assigned to parallel MPI node ****----------------------------------------------------------------------*

11. 並列版のための指定方法

380

11 並列版のための指定方法
並列計算には、メモリ分散型並列とメモリ共有型並列計算があり、PHITS ではその両方に対応しています。また、両者を組み合わせたハイブリッド並列も可能です。メモリ分散型並列のためには、お使いのコンピュータに MPI をインストールする必要があります。メモリ共有型並列は、特にプロトコルなどをインストールする必要はありません。ただし、同じ数の CPU を使った場合はメモリ分散型並列の方が計算時間が短くなる場合が多いです。シングル・並列計算の切り替えはコンパイラオプションで行い、それぞれ別の実行ファイルを作る必要があります。詳しくは 10 節をご参照ください。なお、メモリ分散型並列（MPICH2 を利用）の場合は、Intel Fortran Compiler （11.1 以降）か gfortran（4.8 と 7 シリーズ以降）のコン
パイラで実行ファイルを作成可能です。一方、メモリ共有型並列の場合は、Intel Fortran Compiler のみ作成可能で、gfortran は未対応ですのでご注意ください。
メモリ分散型並列では、各 CPU コアにそれぞれバッチ単位で Job を渡して、全てのコアがそのバッチ計
算を終了した時点でメインのコアが結果を集計します。全てのコアがジオメトリやタリーの情報をそれぞれ読み込むため、メモリは、シングルで走らせるときのコア数倍必要となります。したがって、ボクセルファ
ントムなど、巨大なメモリを必要とする計算には不向きです。また、全てのコアが計算終了するまで集計を待つため、バッチ当たりのヒストリー数 (maxcas) が少ないなど、各コア間での計算時間にばらつきが大きい場合は、計算時間が不必要に長くなってしまいます。
メモリ共有型並列では、各コアにヒストリー単位で Job を渡して、各コアは、ジオメトリやタリーなどの情報を共有しながら計算します。したがって、メモリの使用量は、シングルで走らせる場合と大差はありません。しかし、メモリへの書き込みアクセスが競合するため、タリー結果などを頻繁に書き込む計算（[t-sed] を使った計算など）では、計算時間が不必要に長くなってしまいます。

11.1

メモリ分散型並列

11.1.1 セットアップ方法
メモリ分散型 (MPI) 並列を実行するためには，MPI プロトコルをインストールする必要があります。こ
こでは，1 台の Windows PC を用いて並列計算を行う場合の MPI プロトコルインストール方法について解説します。複数台の Windows PC を接続して並列計算を行う場合は，‘‘/phits/document/mpi/’’ フォルダに含まれる ‘‘Windows-MPI-setup-jp.docx’’ をご参照下さい。また，Mac 及び Linux に関しては，イン
ターネットなどを参照して各自で MPI プロトコルをインストールして下さい。

Windows の場合は，MPI プロトコルとして Argonne National Laboratory が配布しているフリーソ
フト MPICH2 の利用を奨励します（パッケージに含まれる MPI 版実行ファイルが MPICH2 を利用してコンパイルされているため）。この最新バージョンは Windows へのインストーラが含まれていませんので，

http://www.mpich.org/static/downloads/1.4/ にある ‘‘mpich2-1.4-win-x86-64.msi’’ （64 ビット版）もしくは ‘‘mpich2-1.4-win-ia32.msi’’ （32 ビット版）をダウンロードして下さい。ダウンロー
ドしたら msi ファイルを右クリックしてインストールを選択してください。その際，インストール先フォ
ルダはデフォルト ‘‘C:/Program Files/MPICH2/’’ から変更せず，使用者は ‘‘Everyone’’ にして下さい。インストール時に ‘‘Passphrase’’ を要求されますが，何を入力しても問題ありません。ただし，複数台で並列計算を実行する場合は，共通の Passphrase が必要になりますので，入力した Passphrase を覚
えておいてください。MPICH2 のインストールが完了したら，‘‘/phits/document/mpi/’’ フォルダにある ‘‘smpd-install.bat’’ ファイルを右クリックして，‘‘管理者として実行’’ としてください。これで設定が完了です。

Linux の場合は OpenMPI のインストールが必要になります。OpenMPI のインストールは、OpenMPI のホー
ムページ (https://www.open-mpi.org/) をご参考の上、環境にあわせて行ってください。

11.1. メモリ分散型並列

11.1.2381

Windows での実行方法

1 台の Windows PC で MPI 並列版の PHITS を実行するためには，PHITS 入力ファイルの最初のセクショ
ンの前に$MPI=M（ M は並列数）と書きます。例えば CPU コアが 4 つ搭載された PC で最も効率よく計算したい場合は$MPI = 4とします。なお，実際の並列実行 PE（processing element）数は，コントロール用に 1 つ追加されるため

M + 1 となります。この状態で入力ファイルを保存し，通常の実行方法と同じく ‘‘送る’’ →‘‘PHITS’’ とすることにより，MPI 並列で PHITS を実行できます。ただし，初めて実行する際は，Windows のユーザー名とパスワードを聞かれますので，ユーザー名は何も入力せずにそのままリターン（デフォルトで入ります），
パスワードには Windows にログインする際のパスワードを入力して下さい。なお，現在のところ OpenMP と組み合わせたハイブリッド並列には対応していないため，OpenMP 用のコマンド$OMP と MPI 用のコマンド$MPI の両方が入力ファイルに書かれた場合は，後ろに書いた方を優先する仕様になっています。

11.1.3 コマンドラインでの実行方法
Linux や Mac，もしくは複数台の Windows PC で MPI 並列計算を行うためには，コマンドラインを用いる必要があります。その実行方法は，例えばmpirun -np 5 phits_LinIfort_MPI.exeのようになります。ここで ‘‘mpirun’’ はインストールした MPI プロトコルの実行ファイル名で，Windows の場合は ‘‘mpiexec.exe’’ となります。-np の後の数字は並列の実行 PE 数、‘‘phits LinIfort MPI.exe’’は PHITS の実行ファイル名です。このコマンドを qsub など各コンピュータに合わせた方法で投入してください。また、メモリ分散型並列版では、自動的に phits.in ファイルから入力ファイル名を読み込みます。
この phits.in は固定です。このファイルの 1 行目にfile = input_file_nameのように入力ファイル名を記述します。従って、起動シェルでインプットファイルのリダイレクトはできませんので注意してください。これは、メモリ分散型並列だけの制約です。シングル版はこれまでの通りです。
なお、phits.in の 1 行目に file=phits.in と書けば、それ以下の行に通常のインプットファイルを書
いて実行することもできます (2.3.2 節参照)。

11.1.4

maxcas, maxbch の指定方法

PHITS のメモリ分散型並列計算では、バッチ単位で並列化しています。従って、入力のバッチ数 maxbch
は、並列の実行 PE 数 (コントロールに 1PE 使うので、全 PE 数 −1) の整数倍になるように指定して下さい。
もし整数倍でないときは、整数倍になるように、またトータルヒストリー数が入力データとほぼ同じになる
ように、プログラムが自動で変換します。変換した場合は、出力のインプットエコーの最後にコメントが出力されます。後述しますが、バッチ毎の情報はメモリ分散型並列の場合は、バッチ数 × ( PE −1 ) 毎に出力されます。途中停止もこの単位で行うことができます。
なお、再開始計算の場合 (istdev < 0) は、maxcas を過去の計算結果と一致するよう自動調整するため、全ヒストリー数を合わせる上記調整は行いません。maxbch を (PE−1) の整数倍にする調整のみ行います (端数は切り捨てます)。

11. 並列版のための指定方法

382

11.1.5 異常終了の処理
プログラムが異常終了した場合、その異常終了した PE を切り離して実行します。最終的に残った PE の計算結果の合計を全体の結果として出力します。バッチ毎の情報と計算のサマリーの中に PE の状態が出力されます。

11.1.6

Dump, dumpall, [t-userdefined] の出力ファイル名

メモリ分散型並列を使用した場合、Dump, dumpall, [t-userdefined] の出力ファイルが分割され、各ファイル名の最後に ‘‘.005’’ のように IP 番号と関連した数字が割り振られます。並列数が 4 桁、5 桁の場合は付与される番号の桁も増えます。

11.1.7PHITS での読み込みファイルの指定

PHITS で読み込みが必要となるファイルは、Decay-Turtle からの出力をソースとして使うときのソースファイルです。前者は、2.6MB のファイルで、各 PE が同じファイルを同時に読み込みを初めても、読み込みが最初の一回だけということもあり、それほどネットワークに負担を掛けないと思われますので、1 箇所に置いていても問題無いと思います。しかし、後者はファイルが 100MB 近く大きいもので、ソースの読
み込みのたびにファイルをアクセスしに行きますので、1 箇所からの読み込みには問題が生じる可能性があります。そこで、Decay-Turtle のデータファイルを利用する場合は、あらかじめこのファイルを 各 PE の
ワークディレクトリ /wk の下に、例えば、/wk/j9999/turtle/sours.dat のようにコピーして、PHITSのインプットで、file = /wk/j9999/turtle/sours.dat のように指定して下さい。

11.2

メモリ共有型並列

11.2.1 実行方法
メモリ共有型並列版 PHITS は、Linux の場合やコマンドラインから直接実行ファイルを指定する場合を除き、PHITS のインプットファイルにおいて、最初のセクションの前に$OMP=N（N は使用する CPU コア数）を加えることで実行できます。その際、N = 1 の場合は並列計算を使用しません。また、N = 0 の場合は計算機が持つ全てのコアを使用します。これらは、phits.bat（Windows OS の場合）や phits.sh（Mac OSの場合）を利用して PHITS を実行する場合に動作します。

Linux の場合やコマンドラインから直接実行ファイルを指定する場合は、シングル版 PHITS の実行方法と同じく、

phits_LinIfort_OMP.exe < phits.inpのようになります（phits LinIfort OMP.exe は実行ファイル名）。メモリ分散型並列と異なり、リダイ
レクトが使えるため、インプットファイル名 (phits.inp) は可変です。ただし、並列数を指定するために、環境変数 ‘‘OMP NUM THREADS’’ をコア数に合わせて設定する必要があります。通常、この環境変数はデフォルトでコア数に設定されていますが、最新のコンピュータは、1 つのコアで複数のスレッドを処理することが可能なため、コア数よりも多く設定されている場合があります。しかし、PHITS の並列処理では、‘‘OMP NUM THREADS’’ にコア数以上の値を設定しても、ファイルの書き込み競合による計算遅延が起きてしまい、計算時間が長くなってしまいます。そのような場合は、手動で環境変数を変更してください。環境
変数の変更はexport OMP_NUM_THREADS=8

11.2. メモリ共有型並列

383のように行います。また、ハイブリッド並列の場合は、各実行ノードの環境変数をそれぞれ変更する必要があることにご注意ください。
バージョン 2.73 より、Windows OS については、メモリ共有型並列版 PHITS の実行ファイルとして 64bit
版をインストールするようにしました。32bit 版のメモリ共有型並列の実行ファイルの場合、使用するコア数が増えるとヒープメモリが不足してエラーが発生していましたが、64bit 版を使用することでこれが回避される可能性があります。

Linux の場合、メモリ共有型並列の実行のために、‘‘libiomp5.so’’ のライブラリが必要とされる場合があります。この場合には以下の手順に従い、設定を行ってください。まず、‘‘libomp-dev’’ のパッケー
ジを各ディストリビューションの手順に従いインストールして下さい。例えば Ubuntu の場合は、

sudo apt-get install libomp-dev
でインストールできます。これにより、‘‘/usr/lib/x86 64-linux-gnu/libomp.so.5’’ のライブラリがインストールされます。次に、このディレクトリに移動

cd /usr/lib/x86_64-linux-gnu/
し、‘‘libiomp5.so’’ にシンボリックリンクを作ります。

sudo ln -s libomp.so.5 libiomp5.so
これにより、‘‘libiomp5.so’’ のライブラリが認識されるようになり、PHITS によるメモリ共有型並列計
算が実行できるようになります。

11.2.2 メモリ共有型並列計算の注意点
CPU コア数が 1 つの場合、メモリ共有型並列版 PHITS の計算時間は、シングル版 PHITS の計算時間よりも 2 倍程度長くなります。したがって、コア数が 2 以下のコンピュータでは、メモリ共有型並列計算による計算時間短縮のメリットはほとんどありません。

Linux で実行時にセグメンテーションエラーが生じる場合は、実行前にスタックサイズを広げることにより解決する場合があります。スタックサイズの広げ方は、
export OMP_STACKSIZE=1Gのようになります（スタックメモリを 1GB にする場合）。
メモリ共有型並列計算結果は、シングルでの計算結果と一致するように設計しています。両者で結果が異なる場合は、バグの可能性がありますので PHITS 事務局までご連絡ください。

384

12. FAQ

12

FAQ

12.1

パラメータ設定関連

Q1.1 Ver.2.88 以前で動いていたインプットファイルがそれ以降の version で動きません。
A1.1 Ver.2.89 以降、ミスを誘発しやすい仕様をいくつか変更しています。基本的には、従来のインプッ
トをそのまま使えるように設計していますが、場合によってはインプットの修正が必要になる場合があります。以下、その例です。

(1) Ver.2.89 以降では天然炭素の記号 C との混同を防ぐため [material] で c をコメントマークとして利用できません（それ以外のセクションでは引き続き利用可能です）。[material] でエラーが出るようになった場合は、コメントマークとして使っている c を$や#に変更するか、[parameters] セクションに icommat=1 と追記してください。
(2) 光子や電子の輸送のみを行う場合、従来は中性子の核データがなくても問題ありませんでし
たが、Ver.2.93 以降は自動的に中性子の核データを利用する設定になっているため ‘‘Thereis no cross section table(s) in xsdir’’ というエラーが出てしまいます。この場合は、[parameters] に nucdata=0 と追記して核データを使わない設定に変更してください。
(3) Ver.2.96 以降では、[parameters] セクションが 2 つ以上ある場合、エラーを出して実行を止めるようにしました。2 つ以上定義している場合は、1 つに統合してください。
(4) Ver.2.96 以降、icntl に応じて不要なタリーを自動的に off にするようにしました。自動的にoff にされたタリーセクション内に set や infl コマンドがある場合、それらも無効になりますのでご注意ください。なお、Ver.2.96 以降、off されたセクション内に set や infl コマンドがある場合は warning が出力されます。

Q1.2 電子・陽電子が輸送されません。
A1.2 電子・陽電子の計算には時間が掛かるためデフォルトでは輸送しない設定になっています。電子・陽電子を輸送したい場合は、negs=1,2 として EGS5 モードを利用するようにしてください。
Q1.3 核反応モデルに関して、デフォルトの設定は最も精度がよい設定ですか？
A1.3 基本的にはそうなるように設定していますが、重イオン核反応や高エネルギー核反応により生成される残留核の収率を精度よく計算したい場合は、irqmd=1 や ismm=1 のオプションを利用することを勧めています。ただし、これらのオプションを有効にすると、計算時間が長くなってしまう場合があります。

Q1.4 イベントジェネレータモードは、どのような場合に使えばよいのでしょうか？
A1.4 イベントジェネレータモード（以下、e-mode）を使った方がよい計算は、検出器の応答関数計算
や、半導体ソフトエラー発生率の計算など、イベント毎の情報が必要となる計算です。具体的には、[t-deposit], [t-let], [t-yield] などを使う計算では、e-mode を使った方がよい場合が多いです。逆に、使わない方がよい計算は、中性子束やガンマ線束だけを求める遮蔽計算などです。[t-track],[t-cross] などしか利用しない場合は、一般的に e-mode を使う必要はありません。詳しくは「5.2.26
Event Generator Mode」をご参照ください。なお、version2.76 からイベントジェネレータモード
を使う場合の奨励値は e-mode=2 となっていますので、ご注意ください。

Q1.5 統計誤差導出方法 (istdev の設定) はどういう条件で切り替えれば良いですか？
A1.5 バッチ分散モード (istdev=-1 or 1) しか選択できないメモリ共有型並列計算の場合を除き、基本
的に全ヒストリー数 (maxcas*maxbch) で統計誤差を評価するヒストリー分散モード (istdev=-2 or
2) の方を推奨します。しかしながら、ヒストリー分散モードでは、ヒストリーの計算が終了する毎に

12.1. パラメータ設定関連

385

誤差情報を記録するため、タリーのメッシュ数が大きい場合 (xyz メッシュで nx や ny を数 1000 ずつ
設定するなど) には、計算時間が異常に長くなる可能性があります。そのような条件で計算する際は、バッチ分散モードに切り替えて、maxbch を十分に大きく (10 以上) 設定するようにしてください。

Q1.6 JENDL 以外の核データを PHITS で使うことは可能でしょうか？
A1.6 ACE フォーマット（MCNP が読み込める形式）であれば可能です。ただし、20 MeV 以下の中性子ライ
ブラリとそれ以外で手順が変わります。
I 20 MeV 以下の中性子ライブラリの場合
I-(1) 新しく入手した核データに付録されている xsdir ファイルをテキストエディタで開き、核デー
タのアドレス情報に関する部分（例えば 1001.80c 0.999167 xdata/endf71x/H/1001.710nc

0 1 4 17969 0 0 2.5301E-08）を全てコピーする。
I-(2) PHITS の data フォルダ内にある xsdir.jnd をテキストエディタで開き、その 180 行目付
近にある directory の下に、コピーした内容を貼り付ける。上に書かれている方が優先されるため、最初の JENDL-4.0 のアドレス情報 (1001.50c 0.999167 neu/H 001.j40n 300K

0 1 1 30720 0 0 2.585E-08) より上にペーストしてください。
I-(3) PHITS の XS フォルダ内に、上記アドレス情報が一致するように新しく入手した核データファイ
ルをコピーする。例えば、上記のアドレス情報であれば、XS フォルダ内に xdata/endf71x/H
フォルダを作って 1001.710nc ファイルをその中にコピーする。
II その他のライブラリ（陽子・重陽子・光核反応・高エネルギー中性子ライブラリなど）の場合
II-(1) 新しく入手した核データに付録されている xsdir ファイルをテキストエディタで開き、核デー
タのアドレス情報に関する部分（例えば 1001.80c 0.999167 xdata/endf71x/H/1001.710nc

0 1 4 17969 0 0 2.5301E-08）を全て PHITS の data フォルダ内にある xsdir.jnd の末尾にコピー＆ペーストする。
II-(2) PHITS の XS フォルダ内に、上記アドレス情報が一致するように新しく入手した核データファイ
ルをコピーする。例えば、上記のアドレス情報であれば、XS フォルダ内に xdata/endf71x/H
フォルダを作って 1001.710nc ファイルをその中にコピーする。

II-(3) [parameters] セクションで lib(i) により、使うライブラリを明示的に指定する。例えば、上記のアドレス情報であれば、lib(2)=80c と指定する。また、使用するライブラリの最大エネルギーを dmax(i) で設定する。なお、指定された核種に対するライブラリーがない場
合、警告メッセージが表示された上で、核反応モデルが自動的に利用される。
なお、最新版 ENDF（ENDF/B-VIII.0) の ACE フォーマットファイルは下記よりダウンロード可能です。

https://nucleardata.lanl.gov/ace/lib80x
この中には、アドレスファイルとして ‘‘xsdir’’ 及び ‘‘xsdir 2.0’’ が含まれますが、‘‘xsdir’’ の方をお使い下さい。また、‘‘xsdir.jnd’’ にコピーした後、2 行に跨がるデータがある場合は、「+」を「ptable」に一括置換してください。

Q1.7 光核反応により生成する粒子（中性子・放射性核種）の統計を効果的にためる方法はありますか？
A1.7 pnimul パラメータを使うことにより、他の反応（コンプトン散乱など）と比べて光核反応を起こしやすくすることができます。例えば、pnimul=2.0 とすると、光核反応を引き起こす確率を 2 倍にする
代わりに、光核反応で生成した粒子のウェイトを 1/2 にします。ウェイトを変化させるので、イベント毎の情報が必要な場合は使えません。また、pnimul パラメータを大きくしすぎると（100 以上）、
光子・電子の挙動がずれてきてしまいますので、本パラメータを使う場合は、光子・電子の挙動（フラックス・線量など）が大きく変動しないことを確認しながら使ってください。

386

12. FAQ

Q1.8 再開始計算を行おうとすると、タリーを変更していないにも関わらず ‘‘Error:
parameters’’ というエラーが出て止まります。対処方法はありますか?

inconsistent tally

A1.8 この問題は、桁落ちの関係で新旧タリーのパラメータが異なると PHITS が認識してしまうことにより発生します。タリーで使うパラメータを複雑な数式などで定義した場合によく発生します。この問題が生じた場合は [parameters] セクションで ireschk = 1 と設定し、タリーの一致性をチェックしな
いモードで再開始計算を実行して下さい。

12.2

エラー、コンパイル関連

Q2.1 コンパイルがうまくできません。
A2.1 PHITS のコンパイルに関しては、基本的には「10 コンパイル」をご参照ください。PHITS は、Intel
Fortran 11.1 以降及び gfortran 4.7 以降でコンパイル可能です。OneAPI の Intel Fortran コン
パイラなら ‘‘phits/document/OneAPI-Fortran-manual.pdf’’ の通り、無償で入手できます。なお、PHITS 事務局が奨励するコンパイラは、計算速度の観点から Intel fortran です（Q2.6 参照）。

Q2.2 実行中に Access violation もしくは Segmentation fault というエラーが起きてしまいます。
A2.2 PHITS のメモリ関連バグの可能性が高いです。問題が発生したインプットファイルの 1 行目に$DBG=1と追記して PHITS をデバッグモードで実行してください。何かエラーメッセージが出たら、そのメッセージを実行した PC 環境の情報とともに PHITS 事務局までご連絡ください。自分でコンパイルした
PHITS 実行ファイルをお使いの方は、デバッグモード（‘‘makefile’’ の DEBUG? = false を trueに変更して再コンパイル）で実行して、そのエラーメッセージをお教えください。
Q2.3 外部ファイルを取り込むためのコマンド「infl:」が使えません。
A2.3 infl:コマンドを使うためには、インプットファイルの 1 行目に「file=インプットファイル名」と書いておく必要があります。もしくは、通常の PHITS 用インプットファイルの他に、別のファイルを準備し、そのファイルの先頭行に「file=通常 PHITS のインプットファイル名」と書いて実行することも可能です。

Q2.4 Windows では実行できるインプットファイルが LINUX や UNIX では実行できません。
A2.4 いろいろな原因が考えられますが、Windows と LINUX 系 (UNIX 含む) では、リターンコードが違いファイルの転送に失敗している可能性があります。通常、Windows から LINUX 系にファイルを転送す
る際、FTP などのプロトコルを使うと思いますが、その転送の際、アスキーモードとバイナリーモー
ドというのがあり、アスキーファイル (PHITS のインプットファイルなど) は、アスキーモードで転送しないと、ファイルが破損してしまう可能性があります。お使いの FTP ソフトの設定をご確認ください。なお、Windows で作られたバイナリファイル (PHITS の実行ファイルなど) を LINUX 系に転送しても、通常、正しく動作しません。

Q2.5 Cygwin 上で PHITS は動作しますか？
A2.5 はい。PHITS の makefile にある Cygwin の項目をご参照ください。
Q2.6 Intel fortran と gfortran、どちらが PHITS をコンパイルするのに適していますか？
A2.6 基本的には、Intel fortran を使うことをお勧めいたします。理由は、計算速度が速いためです。
gfortran では、最適化オプションを付けると正しく動作しない場合があるため、奨励の最適化オプションは-O0（すなわち最適化しない）です。したがって、平均で 3-5 倍くらいの計算速度の差があると考えています。Intel fortran は 2020 年頃以降、oneAPI ツールキットとして無償で提供されています。

Q2.7 メモリ分散型並列（MPI）と共有型並列（OpenMP）はどのように使い分けるのがよいでしょうか？

12.2. エラー、コンパイル関連

387

A2.7 MPI プロトコルがインストールされたコンピュータであれば、基本的に MPI の方が計算速度は速くなります。ただし、通常の Windows や Mac には MPI プロトコルがインストールされていませんので、簡
単に並列計算を実行したいのであれば、OpenMP を使うことをお勧めしています。また、ボクセルファ
ントムや高エネルギー核データライブラリなどの巨大なメモリを使用する計算では、MPI だとメモリ容量をオーバーしてしまう場合があります。その場合は、MPI と OpenMP を組み合わせたハイブリッ
ド並列を実施する必要があります。その際、メモリの許す限りできるだけ MPI 並列数を増やした方が計算速度は速くなります。ただし、ジョブコントロール用にも OpenMP 並列数分のコアを使用します
ので、MPI 並列数の設定にはご注意ください。例えば、128 コアの計算機を使って OpenMP 並列数 8で計算する場合、指定できる MPI 並列数は、128/8 − 1 = 15、となります。

Q2.8 DCHAIN を実行した際に、「指定されたファイルが見つかりません」といったエラーが表示されます。
A2.8 DCHAIN のインプットファイルや infl コマンドを含む PHITS のインプットファイルが全角文字を含むフォルダ名の中に置かれている場合、適切に動作しません。その場合は、半角文字のみのフォルダ名に変更してください。

Q2.9 Lost particle が頻発します。どう対処したらよいでしょうか?
A2.9 いろいろな理由が考えられますが、最も多いのは、ジオメトリに 2 重定義や未定義領域がある場合です。[t-gshow] や icntl=8 オプションを使ってジオメトリを描画し、黒や紫の部分がないか確認
してください。また、ジオメトリが正しく定義されていても、以下のケースに該当する場合は Lost
particle が頻発する可能性がありますので、入力ファイルの修正が必要となります。
(1) 線源発生位置もしくは線源の進行方向とセルの境界面が完全に一致している場合。この場合、線源の発生位置に少し幅を持たせてください。例えば、 x = 0 に線源とセル境界面がある場合、線源の発生位置を x0 = x1 = 0 とするのではなく、 x0 = 0, x1 = 0.001 のようにしてください。

(2) Lattice 構造を [transform] で回転させ、かつ Lattice 構造を入れる外枠セルと Lattice 構
造そのものの大きさが完全に一致している場合。この場合、Lattice 構造を入れる外枠セルを少しだけ小さくしてください。詳細は ‘‘phits/lecture/advanced/voxel’’ をご参照ください。

(3) [weight window] の xyz メッシュ境界面とセルの境界面が完全に一致している場合。この場合、[weight window] の xyz メッシュを少しずらして定義してください。また、[t-wwg] を使って[weight window] を作成する場合は、[t-wwg] で定義する xyz メッシュを少しずらしてください。特に、パラメータを使ってジオメトリと xyz メッシュ範囲を連動させている場合はご注意く
ださい。なお、version 3.34 より、[weight window] 及び [t-wwg] の xyz メッシュ最大値・最小値が整数で定義された場合は、その整数から最小値は −1∗deltxyz、最大値は +2∗deltxyz
ずらすようにしています。
なお、上記いずれにも該当しない場合でも、桁落ちの関係でどうしても Lost particle が出てしまう場合があります。その場合、おおよその目安として、数 1000 ヒストリに 1 回程度の頻度であれば、無視して問題ありません。それ以上の頻度であれば、PHITS 事務局までご連絡ください。

Q2.10 Linux で PHITS の OpenMP 並列計算ができません。ライブラリ ‘‘libiomp5.so’’|, が必要というメッセージが出ます。
A2.10 OpenMP による並列計算のためには ‘‘libiomp5.so’’ のライブラリのインストールが必要になる場合があります。この場合，各ディストリビューションの手順に従い libomp-dev をインストールしてください。例えば Ubuntu の場合は、
sudo apt-get install libomp-dev

388

12. FAQ

でインストールできます。これにより、‘‘/usr/lib/x86 64-linux-gnu/libomp.so.5’’ のライブ
ラリがインストールされます。次に、このディレクトリに移動

cd /usr/lib/x86_64-linux-gnu/
し、‘‘libiomp5.so’’ にシンボリックリンクを作ります。

sudo ln -s libomp.so.5 libiomp5.so
これにより、‘‘libiomp5.so’’ のライブラリが認識されるようになり、PHITS によるメモリ共有型並列計算が実行できるようになります。

Q2.11 Linux で PHITS を実行しようとすると、GLIBC 2.34 not found の様なエラーがでます。
A2.11 PHITS パッケージに付属している Linux 用の実行ファイルは、新しいバージョンの GLIBC ライブラリを使用しています。このため、古い Linux の OS（例：Ubuntu 20.04LTS）では、このようなエラーが出て実行できません。この場合、OS のアップデートを検討していただくか、ご自身の環境で、PHITS のソースを再コンパイルしていただく必要があります。再コンパイルには Fortran コンパイラが必要となりますので、Intel Fortran や Gfortran などの Fortran コンパイラを用意してください。PHITSのソースコードは ‘‘phits/src’’ フォルダに含まれています。‘‘makefile’’ の中の ENVFLAGS の値をご自身の環境に合わせて変更し、make コマンドを実行することで、簡単に PHITS の再コンパイルをすることができます（10.3 節参照）。

Q2.12 無限ループや計算の異常終了など、明らかに PHITS のバグと思われる症状が発生します。どうしたら良いでしょうか？
A2.12 問題が発生したインプットファイルの 1 行目に$DBG=1 と追記して PHITS をデバッグモードで実行してください。何かエラーメッセージが出たら、そのメッセージを実行した PC 環境の情報とともに PHITS
事務局までご連絡ください。

12.3

タリー関連

Q3.1 [t-heat] と [t-deposit] は何が違うのでしょうか？
A3.1 共に放射線による付与エネルギー（発熱）を出力するタリーです。ただし、[t-heat] でしか実行できなかったカーマ近似による計算は、version 3.05 以降、[t-deposit] でも可能となったため、現
在 [t-heat] の利用は奨励していません。

Q3.2 [t-track] で重イオンの track length を計算すると、結果が不自然なのですが。
A3.2 重イオンのエネルギーは、入射エネルギーや切断エネルギーに対しては核子あたりのエネルギー [MeV/n]
で指定しますが、タリーの中でエネルギーを指定する場合は、核子あたりではなく、全エネルギー[MeV] で指定します。ただし、[parameters] において iMeVperu=1 とすることで、タリーにおけるエネルギーの単位を MeV/n に変えることができます。
Q3.3 [t-let]、[t-sed] の結果が不自然なのですが。
A3.3 letmat で LET を計算する物質を指定する際、その物質が PHITS の体系内で使われている場合、密度はその体系内で使用している密度となります。例えば、水蒸気内の発熱量に対する LET 分布を、液体の水 (1g/cm3 ) に対する LET の関数として計算したい場合、[ Material ] で２つの水を定義し、１つを PHITS の体系内で使用し、もう１つを letmat で使用する必要があります。また、letmat で使用する物質の密度は、原子数密度の絶対値 (1H 6.893407e-2 16O 3.446704e-2) を指定してください。詳しくは、奨励設定ファイルの ParticleTherapy をご参照下さい。また、[t-let] の場合、

12.3. タリー関連

389

LET メッシュ幅を細かく設定しすぎると結果がガタガタしてしまいますので、あまり細かいメッシュ
幅を設定しないようにしてください（1 桁 10 メッシュ程度まで）。
Q3.4 タリー結果の誤差はどのように計算されているのでしょうか？
A3.4 バージョン 2.50 より、正しく計算できるように修正しました。詳しくは「5.2.2 ヒストリー数、配列の大きさ」をご参照ください。

Q3.5 並列計算で dump モードは使えるでしょうか？
A3.5 基本的には使えます。ただし、メモリ共有型（OpenMP）並列の場合は、1 つのファイルに全てのノードからの情報を書き込むため、書き込む順番がヒストリー番号毎に並ばなくなってしまいます。一方、メモリ分散型（MPI）並列の場合は、dump ファイル名にコア番号付けたファイルを出力しますので、そのような問題は起きません。

Q3.6 mesh = reg と mesh = xyz を用いて同じ直方体内のフラックスや発熱量を計算した場合に、それぞれの結果が異なるのですが。
A3.6 タリー結果を単位体積あたりに規格化して出力する場合、xyz や r-z メッシュではタリー領域の体積を自動的に計算して出力しますが、reg メッシュの場合は、[volume] セクションで体積を指定しない限り体積を 1cm3 として出力します。例えば、mesh = reg で [volume] セクションがない場合、[t-track] の unit=1[1/cm2 /source] と unit=4[cm/source] は同じ値を与えます。
Q3.7 [t-deposit] で output=deposit とした場合に入射エネルギーよりも高いイベントが発生するのはなぜでしょうか？
A3.7 発熱する核反応（Q 値が正）が発生すると、入射粒子よりも 2 次粒子の合計エネルギーが高くなるため、入射エネルギーよりも付与エネルギーが大きくなる場合があります。また、xyz メッシュもしく
は r-z メッシュかつエネルギー分散を考慮した場合（nedisp,0）、エネルギー分散の考慮方法の仕様
により、イベント毎の情報が正しく計算できなくなってしまいます。そのような場合は、mesh = reg
として、[cell] セクションで領域を細かく分割して計算してください。

Q3.8 axis = xz で表示する際、横軸と縦軸を入れ替えることは可能でしょうか？
A3.8 可能です。まず、該当タリーの x-type と z-type に関連するパラメータを入れ替えます。次に下記 3
行をそのタリーに追加します。
trcl = 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0
x-txt = x [cm]y-txt = z [cm]
これで図が 90 度回転します。

Q3.9 タリーを増やすと計算時間が長くなるのですが対策方法はありますか?
A3.9 メッシュ数の多い場合などメモリ使用量の多いタリーを使うと、ヒストリー毎のメモリ初期化の計算時間がボトルネックになる場合があります。その場合は、istdev=1(バッチ分散）や italsh=1(タリーメモリの共有化、OpenMP のみ）を試してみてください。また、version 2.94 から 3.24 の間は、

[t-dchain] 及び [t-yield] を使うと計算時間が最大で 5 倍くらいになってしまいますので、これらのタリーを使った計算で計算時間にお困りの方は、PHITS 事務局までご連絡ください。
Q3.10 Sum over の値に対する統計誤差が知りたいのですが、簡単に出力できるでしょうか?
A3.10 残念ながらできません。Sum over の統計誤差が必要な場合は、メッシュ数を 1 にして、sum over の値を計算する専用のタリーを新たに設定してください。

390

12. FAQ

Q3.11 stdcut を使って計算を打ちきる際、全てのメッシュではなく特定のメッシュに対する統計誤差のみチェックする方法はあるでしょうか?
A3.11 残念ながらありません。一部のデータのみチェックしたい場合は、メッシュをチェックしたい領域に限定した新たなタリーを設定して、そちらに stdcut を定義してください。
Q3.12 PHITS のタリーと MCNP のタリーとの対応を教えてください。
A3.12 以下の通りです。
–

F1:

Surface Current → [t-cross] with output=current–

F2:

Surface Flux → [t-cross] with output=flux–

F4:

Track Length cell flux → [t-track]–

F4 with FM card:–

F5:

Flux at a point and ring → [t-point]–

F6:

Energy Deposition → [t-deposit] with output=dose–

F8:

Pulse Height → [t-deposit] with output=deposit

Reaction number → [t-interact],[t-yield],[t-product]

Q3.13 [t-cross] で mesh=reg で計算した結果と同じ領域を mesh=xyz や r-z で定義して計算した結果が異なるのですが。
A3.13 [t-cross] で mesh=reg の場合は、タリー面の表面積（area）を定義しないと絶対値が/cm2 に規格化されません。また、mesh=r-z の時にメッシュの側面が円柱状のあるセルの側面と一致する場合や、
mesh=xyz の時に座標変換によって存在するセルの境界面とタリー面が一致する場合は、桁落ち誤差
により数え落としが発生してしまうので、そのような場合はメッシュサイズを微妙に変化させて境界面と一致しないようにしてください。

12.4

線源設定関連Q4.1 等方線源ソース (s-type=9, dir = −all) のときの規格化はどのようにすればよいですか？
A4.1 PHITS で作る等方線源は、指定した球の中でフラックスが一定値: 1/π/r12 (r1 は球の内径) となるように作られています。したがって、PHITS の結果 (/source) を単位フルエンス当たりに変換するには、結果に πr12 を乗じてください。また、等方線源の作成にはウェイトの概念を利用していますので、検出器の応答関数などイベント毎の分布計算には利用できませんので、ご注意ください。そのよ
うな計算が必要な方は、dir = iso としてください。

Q4.2 PHITS で認識する線源領域が、実際の領域とずれるのですが。
A4.2 面線源や点線源を定義する際、その面や点が、Cell で使う surface と完璧に一致している場合、PHITSの中で認識する線源領域が実際の領域とずれる場合があります。このような状態を避けるため、面線源や点線源は、cell で使う面とは少しずらして作成するようにしてください。また、特定の面に完
璧に平行なビームを発生させた場合も同様のエラーが起きる可能性がありますのでご注意下さい。

12.5

PHIG-3D 関連

Q5.1 Windows で PHIG-3D を起動しようとすると「VCOMP140.DLL が見つからない」というエラーが出て止まってしまいます。

12.6. その他

391

A5.1 Microsoft Visual C++ 2015 再頒布可能パッケージを次のウェブページからダウンロードしてインストールしてみてください。
https://www.microsoft.com/en-US/download/details.aspx?id=53840
これでもエラーが解消されない場合は、事務局までご連絡ください。
Q5.2 文頭に set:cXX[X.X] を記載すると、PHIG-3D が立ち上がりません。
A5.2 [Parameters] セクション以下に、set:cXX[X.X] を記載してください。
Q5.3 [Material] セクションにおいて、‘‘C’’ で始まる行を記載すると、‘‘too few material input’’ のエラーメッセージが出ます。例えば、以下の状況でエラーとなります。

mat[5]C 2 H 4A5.3 ‘‘C’’ で始まる行を避けるため、以下の通りに修正してください。
mat[5] C 2 H 4
Q5.4 Mac で PHIG-3D を起動しようとすると「開発元を検証できないため開けません」というエラーが出てしまいます。
A5.4 コントロールキーを押しながら右クリックしてショートカットメニューの「開く」を選んで起動してください。また、「システム環境設定」->「セキュリティとプライバシー」から許可を与えることも可能です。

Q5.5 描画ボタンを押すと「Not enough free memory」というエラーが出ます。
A5.5 PHITS 本体を含む他のアプリなどがメモリを大量に使用している可能性がありますので、もし他のアプリが動いているならそれらを停止してから再度試してみてください。それでもうまく行かない場合
は、左のタブにある「Setting」をクリックして「解像度（サンプリングレート）」の「点数/セル」の数値を小さくしてください。

12.6

その他

Q6.1 規制庁への加速器施設や廃棄物保管庫等の許認可申請において、PHITS による遮蔽計算の結果を使用することができるでしょうか?
A6.1 RI 法の申請においては、PHITS が認められています。J-PARC をはじめとして、放医研の新治療棟、北大の陽子線治療施設、神奈川がんセンターの重粒子線治療施設等で、実績が多数あります。一方、炉規法に関しては、申請において認められるかどうかに未確認です。許可取得例をご存知でしたら、事務局までご一報ください。これまでにユーザーの皆様からいただいた情報は、次のウェブページにまとめています。https://phits.jaea.go.jp/image/shinsei-PHITS.pdf

Q6.2 PHITS で得られた解析結果を商用目的で利用することは可能でしょうか？
A6.2 基本的には可能です。例えば，PHITS の解析結果を元に新しい検出器を開発して販売することや，外部機関から加速器の遮蔽設計を請け負って対価を得ることも問題ありません。ただし，PHITS を含む商品（例えば PHITS の実行ファイルが含まれる治療計画システムなど）を開発して販売する場合は，
原子力機構と商用利用契約を結んでいただく必要があります。そのような計画がある場合は，早めに事務局までお知らせ下さい。

Q6.3 放射線に関連する物理現象で PHITS で扱えないものは何でしょうか?

392

12. FAQ

A6.3 PHITS は個々の放射線の挙動をモンテカルロ法を用いて解析するため，複数の放射線による影響（電流や放射線自身が作る電場の影響など）を考慮することができません。また，物理過程の後に引き起
こされる化学過程や材質の変化は模擬することができません。詳しくは，B 節をご参照ください。

Q6.4 インストーラを削除してしまったため、新しい PC に PHITS をインストールできません。どうしたらよいでしょうか?

A6.4 ホームページの「連絡・質問」ページから「新バージョン請求」を選択して「使用している PHITS のバージョン」欄に「新規インストール希望」と書いて PHITS 事務局にご連絡ください。ユーザー登録の有無を確認した上で、登録済みであれば最新版を無料でお送りいたします。

Q6.5 大規模な並列計算を実行したいのですが、PHITS がインストールされた共用のスパコンはありますか?
A6.5 PHITS がインストールされた共用スパコンは、公益財団法人 計算科学振興財団（通称 FOCUS）https://www.j-focus.or.jp/ より有償で利用可能です。なお、このスパコンにインストールされた PHITS
を使う場合でも、PHITS のユーザー登録は各自で必要となります。

393

APPENDIXAANGELANGEL は、簡単なインプットから、EPS (Enhanced PostScript) 形式のグラフを素早く描くために設計されたプログラムです。すなわち、ANGEL は、Angel 言語 (数値データファイルをグラフ化するために書き加える必要最低限の命令) から PostScript 言語 (Adobe 社のグラフィックコントロールプログラムの規格のプログラム言語) への翻訳機です。ANGEL は、PHITS のソースに含まれ、また PHITS の出力もアスキーファ
イルの他に eps ファイルの出力を得ることができますが、その後のグラフの整形などに ANGEL が必要になる場合があります。単体の ANGEL をコンパイルするためには、‘‘/src/’’ フォルダにある ‘‘make.ang’’ を‘‘makefile’’ に名称変更して ‘‘make’’ する必要があります。その他の ANGEL に関することは、ANGEL のマニュアルを参照してください。
A.1

タリー定義文ANGEL パラメータ
タリー出力で、ANGEL のパラメータを追加します。

angel = xmin(1.0) ymin(1.3e-8)
ここで定義したパラメーターは、タリー出力の中で

p: xmin(1.0) ymin(1.3e-8)と記載され、横軸と縦軸の最小値をそれぞれ指定した値に変更します。
表 189 と 190 に主要な ANGEL パラメータをまとめました。他の ANGEL のパラメータに関しては、ANGELのマニュアルをご覧ください。
表 189: ANGEL パラメータ (1)ANGEL パラメータ
xmin
xmax
ymin
ymax
xlin
xlog
ylin
ylog
xdec
xexp
ydec
yexp

説明
横軸の目盛の最小値。
横軸の目盛の最大値。
縦軸の目盛の最小値。
縦軸の目盛の最大値。
横軸を線形表示。
横軸を対数表示。
縦軸を線形表示。
縦軸を対数表示。
横軸数値を 10 進数表記。
横軸数値を指数表記。
縦軸数値を 10 進数表記。
縦軸数値を指数表記。

バージョン 2.89 以降、デフォルトの出力サイズを 4A から US レターに変更しました。もし、出力する

eps ファイルの用紙サイズを変更する場合は、ANGEL パラメータとして、a4us(US レター)、a3pp(A3)、a4pp(A4)、a5pp(A5)、b3pp(B3)、b4pp(B4)、b5pp(B5) を指定してください。() の中は各々の用紙サイ
ズです。

394

APPENDIX
表 190: ANGEL パラメータ (2)ANGEL パラメータ
cmin
cmax
cmnm
cmum
cmmm
cmmt
cmkm
nsps
nsus
nsms
nssc
scmn
schr
scdy
scyr

説明

2 次元表示（カラープロット）の最小値。
2 次元表示（カラープロット）の最大値。
長さの単位を cm から nm に変換。
長さの単位を cm から µm に変換。
長さの単位を cm から mm に変換。
長さの単位を cm から m に変換。
長さの単位を cm から km に変換。
時間の単位を nsec から psec に変換。
時間の単位を nsec から µsec に変換。
時間の単位を nsec から msec に変換。
時間の単位を nsec から sec に変換。
時間の単位を sec から min に変換。
時間の単位を sec から hour に変換。
時間の単位を sec から day に変換。
時間の単位を sec から year に変換。

SANGEL パラメータ
タリー出力において、ANGEL 用のパラメータを追加できるようになります。ANGEL パラメータ定義文では p:で始まる ANGEL 用パラメータしか定義できませんが、本定義文を使用することで任意の ANGEL 用パラ
メータを定義できるようになります。例えば、infl:パラメータを定義することで、タリー出力ファイルに対して実験値などをまとめた外部ファイルを挿入し、計算値と比較した結果を図示することができます。
書式は、sangel=でタリー出力に書き出す行数を指定し、その次の行からその行数だけパラメータを加えます。例えば、

sangel = 2
infl:{exp.dat}
w: ($\theta=$ 0 deg) / X(10) Y(100)とすることで、exp.dat にまとめた実験値を図示すると共に、X=10, Y=100 の座標位置に ‘‘θ=0 deg’’ というコメントを加えることができます。
バージョン 3.31 以降、デフォルトでは sangel 中に infl が使用できなくなりました。使用する場合は、$RWT=0 を最初のセクションが始まる前に追加してください。

B. PHITS で扱えない物理現象リスト

B

395

PHITS で扱えない物理現象リスト「PHITS で扱えない物理現象は何ですか？」という質問を頻繁に受けましたので，以下にその一覧を示します。事務局等に質問する際，ご参照ください。

• 臨界計算• 放射線同士の相互作用（例：高エネルギー粒子衝突実験の模擬）• 放射線自身が生み出す電場の影響（例：レーザー加速，プラズマ）• 電子が引き起こす核反応• 1keV 以下の光子（可視光含む）の発生と輸送（例：チェレンコフ光，シンクロトロン放射光，シンチレーション発光）• 電流に関連する物理現象（例：ガス検出器における電子なだれ）• 電荷交換反応（イオンの電荷が物質で変化する事象，ただし有効電荷の変化は考慮）125• 偏光の影響126• 化学反応（例：ラジカル生成・輸送）• 放射線照射による材料特性の変化，欠陥の時間発展• 電子以外の放射線による特性 X 線の発生（例：PIXE）• 遅発中性子の発生

125 飛跡構造解析モードを利用した場合は可能
126 Nuclear Florescence Resonance(NRF) では考慮可能

396

APPENDIX

評価済み核データライブラリC

PHITS パッケージには、エネルギー 20 MeV 以下の中性子に対応した JENDL-4.0 （全 405 核種、表 191参照）、エネルギー 200 MeV 以下の中性子・陽子に対応した JENDL-5127（約 30 核種に限定、表 192 参照）、
及びエネルギー 100 MeV/n 以下の重陽子に対応した JENDL-5（全 9 核種、表 193 参照）が含まれています。

JENDL-5 に関しては、ファイルサイズを考慮して格納する放射線の種類やターゲット核種を限定しています。パッケージに含まれていないデータを利用したい場合は、以下の手順に従ってデータを追加してください。
(1) ‘‘phits/XS’’ フォルダにある ‘‘jendl5 setup win.exe’’ もしくは ‘‘jendl5 setup mac lin.sh’’ を実行。上記ファイルがない場合は、まずは PHITS version 3.34 以降にアップデートしてください。
(2) インストール方法と利用するフォルダを指定。
(3) 編集するアドレスファイル (‘‘xsdir.jnd’’ ) を指定。
(4) インストールしたいライブラリを選択。
インストーラは、以下の手順を実行します。

(i) 選択した JENDL-5 の圧縮データ（7zip 形式）をダウンロードして展開。ただし、上記 (2) での選択
次第で、この過程はスキップ可能です(ii) 指定した ‘‘xsdir’’ ファイルに新たにダウンロードしたデータのアドレス情報を追記。その際、JENDL-4など従来の情報よりも先（上の行）に追記されるので、全ての核種において JENDL-5 が優先して使用されます128 。また、天然元素展開も、JENDL-5 のデータ (‘‘data/natural abundance 20c.dat’’ )が利用されるようになります。

JENDL-5 以外のライブラリを使う方法に関しては、FAQ 1.6 をご参照ください。また、‘‘phits/XS’’
フォルダには、上記データ以外にも JENDL-4.0 ベースの熱中性子散乱則データ（tsl）、EPDL97129 ベースの
光子原子反応断面積データ (pho)、EEDL130 ベースの電子・原子反応断面積データ（ele, 現在は不使用）、EGS モード用の断面積データ (egs)、飛跡構造解析用の断面積データ（tra）、Adjoint 計算用の断面積デー
タ（adj）などが含まれています（括弧内はフォルダ名）。

127 Iwamoto O, Iwamoto N, Kunieda S, et al. Japanese evaluated nuclear data library version 5: JENDL-5. J Nucl Sci Technol. 2023;60(1):1-

60.
128 中性子ライブラリは、最後にダウンロードしたデータが優先して利用されますので、常温（300 K）以外のデータを選択した場合はご注意ください。“xsdir.jnd” に書かれるアドレス情報の順番を変更することにより優先順位を変更することができます。
129 Cullen et al., UCRL-50400, 6, Rev.5, 1997.
130 Perkins et al., UCRL-50400, 31, 1991.

C. 評価済み核データライブラリ397

表 191: PHITS パッケージに含まれる JENDL-4.0 中性子ライブラリ (E ≤20 MeV, 300 K) の核種リスト
1
1H
14
7 N
29
14 Si
39
19 K
47
22 Ti
55
25 Mn
61
28 Ni
68
30 Zn
74
34 Se
82
36 Kr
87
38 Sr
93
40 Zr
96
42 Mo
101
44 Ru
105
46 Pd
108
48 Cd
114
50 Sn
114
50 Sn
125
52 Sn
131
53 I
134
54 Xe
134
56 Ba
141
58 Ce
146
60 Nd
147
62 Sm
153
63 Eu
157
64 Gd
161
66 Dy
169
69 Tm
177
72 Hf
184
74 W
196
80 Hg
208
82 Pb
228
90 Th
232
91 Pa
238
92 U
239
94 Pu
243
95 Am
247
96 Cm
246
98 Cf
253
99 Es

2
1H
15
7 N
30
14 Si
40
19 K
48
22 Ti
54
26 Fe
62
28 Ni
70
30 Zn
76
34 Se
83
36 Kr
88
38 Sr
94
40 Zr
97
42 Mo
102
44 Ru
106
46 Pd
110
48 Cd
115
50 Sn
115
51 Sb
126
52 Sb
135
53 I
135
54 Xe
135
56 Ba
142
58 Ce
147
60 Nd
148
62 Sm
154
63 Eu
158
64 Gd
162
66 Dy
168
70 Yb
178
72 Hf
186
74 W
198
80 Hg
209
83 Bi
229
90 Th
233
91 Pa
234
93 Np
240
94 Pu
244
95 Am
248
96 Cm
248
98 Cf
254
99 Es

3
2 He
16
8 O
31
15 P
41
19 K
49
22 Ti
56
26 Fe
64
28 Ni
69
31 Ga
77
34 Se
84
36 Kr
89
38 Sr
95
40 Zr
98
42 Mo
103
44 Ru
107
46 Pd
111
48 Cd
116
50 Sn
116
51 Sb
127m
52 Sb
124
54 Xe
136
54 Xe
136
56 Ba
143
58 Ce
148
60 Nd
149
62 Sm
155
63 Eu
160
64 Gd
163
66 Dy
170
70 Yb
179
72 Hf
184
76 Os
199
80 Hg
223
88 Ra
230
90 Th
230
92 U
235
93 Np
241
94 Pu
244m
95 Am
249
96 Cm
249
98 Cf
254m
99 Es

4
2 He
19
9 F
32
16 S
42
20 Ca
50
22 Ti
57
26 Fe
65
28 Ni
71
31 Ga
78
34 Se
85
36 Kr
90
38 Sr
96
40 Zr
99
42 Mo
104
44 Ru
108
46 Pd
112
48 Cd
117
50 Sn
117
51 Sb
128
52 Sb
126
54 Xe
133
55 Cs
137
56 Ba
144
58 Ce
150
60 Nd
150
62 Sm
156
63 Eu
159
65 Tb
164
66 Dy
171
70 Yb
180
72 Hf
186
76 Os
200
80 Hg
224
88 Ra
231
90 Th
231
92 U
236
93 Np
242
94 Pu
240
96 Cm
250
96 Cm
250
98 Cf
255
99 Es

6
3 Li
23
11 Na
33
16 S
43
20 Ca
50
23 V
58
26 Fe
63
29 Cu
70
32 Ge
79
34 Se
86
36 Kr
89
39 Y
93
41 Nb
100
42 Mo
105
44 Ru
110
46 Pd
113
48 Cd
118
50 Sn
118
51 Sb
129m
52 Sb
128
54 Xe
134
55 Cs
138
56 Ba
141
59 Pr
147
61 Pm
151
62 Sm
157
63 Eu
160
65 Tb
162
68 Er
172
70 Yb
181
72 Hf
187
76 Os
201
80 Hg
225
88 Ra
232
90 Th
232
92 U
237
93 Np
244
94 Pu
241
96 Cm
245
97 Bk
251
98 Cf
255
100 Fm

7
3 Li
24
12 Mg
34
16 S
44
20 Ca
51
23 V
59
26 Fe
65
29 Cu
72
32 Ge
80
34 Se
85
37 Rb
90
39 Y
94
41 Nb
99
43 Tc
106
44 Ru
107
47 Ag
114
48 Cd
119
50 Sn
119
51 Sb
130
52 Sb
129
54 Xe
135
55 Cs
140
56 Ba
143
59 Pr
148
61 Pm
152
62 Sm
152
64 Gd
154
66 Dy
164
68 Er
173
70 Yb
182
72 Hf
188
76 Os
202
80 Hg
226
88 Ra
233
90 Th
233
92 U
238
93 Np
246
94 Pu
242
96 Cm
246
97 Bk
252
98 Cf

9
4 Be
25
12 Mg
36
16 S
46
20 Ca
50
24 Cr
59
27 Co
64
30 Zn
73
32 Ge
82
34 Se
86
37 Rb
91
39 Y
95
41 Nb
96
44 Ru
103
45 Rh
109
47 Ag
116
48 Cd
120
50 Sn
120
52 Te
132
52 Te
130
54 Xe
136
55 Cs
138
57 La
142
60 Nd
148m
61 Pm
153
62 Sm
153
64 Gd
156
66 Dy
166
68 Er
174
70 Yb
181
73 Ta
189
76 Os
204
80 Hg
225
89 Ac
234
90 Th
234
92 U
239
93 Np
240
95 Am
243
96 Cm
247
97 Bk
253
98 Cf

10
5 B
26
12 Mg
35
17 Cl
48
20 Ca
52
24 Cr
58
28 Ni
65
30 Zn
74
32 Ge
79
35 Br
87
37 Rb
90
40 Zr
92
42 Mo
98
44 Ru
105
45 Rh
110m
47 Ag
113
49 In
122
50 Sn
122
52 Te
127
53 Te
131
54 Xe
137
55 Cs
139
57 La
143
60 Nd
149
61 Pm
154
62 Sm
154
64 Gd
158
66 Dy
167
68 Er
176
70 Hf
180
74 W
190
76 Os
204
82 Pb
226
89 Ac
229
91 Pa
235
92 U
236
94 Pu
241
95 Am
244
96 Cm
248
97 Bk
254
98 Cf

11
5 B
27
13 Al
37
17 Cl
45
21 Sc
53
24 Cr
59
28 Ni
66
30 Zn
76
32 Ge
81
35 Br
84
38 Sr
91
40 Zr
94
42 Mo
99
44 Ru
102
46 Pd
111
47 Ag
115
49 In
123
50 Sn
123
52 Te
129
53 Te
132
54 Xe
130
56 Ba
140
57 La
144
60 Nd
151
61 Pm
151
63 Eu
155
64 Gd
159
66 Dy
168
68 Er
174
72 Hf
182
74 W
192
76 Os
206
82 Pb
227
89 Ac
230
91 Pa
236
92 U
237
94 Pu
242
95 Am
245
96 Cm
249
97 Bk
251
99 Es

12
6 C
28
14 Si
40
18 Ar
46
22 Ti
54
24 Cr
60
28 Ni
67
30 Zn
75
33 As
80
36 Kr
86
38 Sr
92
40 Zr
95
42 Mo
100
44 Ru
104
46 Pd
106
48 Cd
112
50 Sn
124
50 Sn
124
52 Te
130
53 Te
133
54 Xe
132
56 Ba
140
58 Ce
145
60 Nd
144
62 Sm
152
63 Eu
156
64 Gd
160
66 Dy
170
68 Er
176
72 Hf
183
74 W
197
79 Au
207
82 Pb
227
90 Th
231
91 Pa
237
92 U
238
94 Pu
242m
95 Am
246
96 Cm
250
97 Bk
252
99 Es

表 192: PHITS パッケージに含まれる JENDL-5 中性子・陽子ライブラリ (E <200 MeV, 300 K) の核種リスト
1
1H
28
14 Si
56
26 Fe

2
1H
29
14 Si
57
26 Fe

6 †
3 Li
30
14 Si
58
26 Fe

7 †
3 Li
40
20 Ca
63
29 Cu

9
†
4 Be
42
Ca
20
65
29 Cu

12
6 C
43
20 Ca
204
82 Pb

† 陽子データのみ格納。

13
6 C
44
20 Ca
206
82 Pb

14
7 N
46
20 Ca
207
82 Pb

16
8 O
48
20 Ca
208
82 Pb

27
13 Al
54
26 Fe
209
83 Bi

表 193: PHITS パッケージに含まれる JENDL-5 重陽子ライブラリ (E <100 MeV/n, 300 K) の核種リスト
6
3 Li

7
3 Li

9
4 Be

12
6 C

13
6 C

27
13 Al

63
29 Cu

65
29 Cu

93
41 Nb

398

APPENDIX399

索引<source>, 18, 98, 136[repeated collisions], 36

S (α, β), 7, 8
-all, 21[source], 11, 18, 36, 41, 75, 97, 193, 200,
205, 288, 310, 337, 351[Frag Data], 59[Repeated Collisions], 15[Repeated collisions], 226[super mirror], 36, 211[surface], 4, 17, 36, 38, 91, 119, 161, 175--179,
181, 182, 184--188, 191, 193, 355[Source], 9[T-4Dtrack], 2, 37, 370[t-3dshow], 37, 52, 234, 240, 363[t-DPA], 10[T-Track], 345[anatally], 52[cell], 4, 15, 36, 38, 83, 84, 86, 99, 156,[t-adjoint], 68, 286[t-cross], 2, 4, 5, 10, 15, 19, 21, 37, 68,
82, 139, 228, 240, 247, 254, 276,

161, 163, 167, 175--179, 181, 182,
184--188, 191, 193, 197, 231, 232,

283, 390[t-dchain], 3, 8, 9, 11, 14, 17--20, 29, 31,340
37, 236, 240, 337, 389[counter], 9, 21, 22, 36, 235, 255, 289, 296, [t-deposit2], 3, 7, 37, 54, 98, 157, 240,
307
296
[data max], 8, 9, 15, 36, 61, 213[delta ray], 22, 36, 207, 323[t-deposit], 3, 7, 11, 14--18, 20, 37, 54,
67, 96, 98, 108, 157, 240, 261, 289,

[elastic option], 9, 36, 212[electro magnetic field], 36, 99, 205[end], 37, 38

296, 323, 390[t-dpa], 13, 18, 37, 96, 240, 315[t-gshow], 13, 19, 37, 52, 183, 234, 240,

[forced collisions], 2, 21, 36, 45, 224[frag data], 12, 16, 36, 214

251, 253, 254, 358, 360[t-heat], 20, 37, 240, 299, 323[importance], 11, 36, 45, 217, 218[libout], 2[magnetic field], 36, 99, 199, 205[t-interact], 2, 3, 7, 17, 21, 37, 82, 139,
240, 331, 390[t-let], 21, 37, 157, 240, 319, 389[mat name color], 36, 83, 232[mat time change], 36, 198[t-point], 3, 5, 6, 17, 37, 82, 139, 228,
240, 264, 283, 390[material], 1, 10, 13, 36, 38, 83, 156, 159,
160, 175, 179, 181, 182, 184--188,
191, 209, 232, 337, 340, 384, 385,

[t-product], 3, 5, 18, 21, 37, 52, 82, 96,
116, 139, 240, 309, 390[t-rshow], 37, 52, 234, 240, 253, 254, 360,

391
[multiplier], 2, 20, 21, 36, 88, 228, 230362[t-sed], 5, 8, 17, 21, 37, 157, 207, 240,

[paraemters], 2, 39, 224[parameters], 7, 8, 10, 11, 15, 20, 33, 34,
36, 38, 44, 52, 99, 136, 139, 157,

323, 380[t-star], 21, 37, 240, 331[t-time], 37, 82, 139, 240, 327

189, 199, 200, 205, 209, 213, 214,
221, 222, 225, 230--232, 258, 260,[t-track], 11, 17, 18, 37, 68, 82, 139, 200,
205, 228, 230, 240, 261, 264, 271,

275, 281, 285, 288, 289, 294, 298,
302, 303, 307, 314, 318, 322, 326,
330, 335, 338, 342, 344, 346, 348,

283
[t-userdefined], 21, 37, 240, 353, 382[t-volume], 37, 53, 240, 351

351, 358, 384, 386, 388, 391[reg name], 36, 234[t-wwbg], 37, 52, 221, 240, 348[t-wwg], 1, 21, 37, 221, 240, 344

索引

400

[t-yield], 7--9, 11, 18, 20, 37, 66, 96, 236, angel, 273, 279, 284, 287, 291, 298, 300,
240, 250, 303, 309, 389, 390
305, 311, 316, 321, 325, 328, 334,
[temperature], 36, 197[timer], 36, 237

345, 349, 358, 360, 362, 365
AN GE L , 360[title], 36, 44, 51[track structure], 1, 7, 10, 36, 208[transform], 4, 7--9, 20, 36, 161, 176, 185,

ANGEL, 252, 253, 255
ANGEL パラメータ, 252, 393
angle straggling, 64

193, 195, 196[user defined interaction], 2, 36, 238[user defined particle], 2, 36, 238anih, 236
annih, 332
arc-DPA, 10[volume], 36, 227, 242, 340, 342, 344, 352[weight window], 1, 11, 20, 21, 36, 45, 62,area, 282
ascat1, 78

221, 240, 255, 264, 289, 344, 348[wieght window], 219[ww bias], 36, 53, 62, 221, 240, 348

ascat2, 78
ATIMA, 16, 19, 64, 99, 157
atmflu, 332$DBG, 1, 32$MPI, 32, 380, 381

atom, 22, 236
atomic, 310, 332$OMP, 32, 381
2d-type, 253, 273, 279, 287, 291, 298, 300,
305, 311, 316, 321, 325, 328, 334

auge, 236
auger, 332
Auger 電子, 8, 19, 21, 137

3dshow, 256

autorun, 14, 16, 261
axis, 8, 9, 21, 54, 66, 243, 250, 253, 254,

a-curr, 278
a-flux, 10
a-type, 2, 15, 99, 102--108, 113--115, 118--120,

272, 277, 283, 286, 290, 296, 299,
303, 309, 315, 319, 324, 327, 331,
344, 349, 358, 360, 362

123, 144, 145, 246, 247, 271, 277,
309
aama.dat, 88

axishow, 365

absorption, 332
acmin, 341

batch.out, 19, 33, 88
becquerel, 136act, 331
actlow, 137adjoint mode, 2, 14, 68, 286

Bertini, 60, 66, 69
bHalf, 371
bitrseed, 54

ag1, 108, 142, 145
ag2, 108, 142, 145

bmpout, 274, 293, 302, 306, 314, 317, 330,
335, 359, 361

b-curr, 278

aHalf, 371
bnum, 71
all, 7, 9, 115, 118, 119, 213, 219, 222, 228, BOX, 163, 182--184, 186--188
230, 241, 272, 277, 283, 289, 296,
brem, 236
299, 304, 309, 312, 319, 324, 327,
331, 333, 344, 349

brems, 332
bremsstrahlung, 71

alti, 143
amp, 340
anatally, 5, 7, 8, 10, 260, 275, 285, 288

BROND-3.1, 340

andit, 69
ANGEL, 6, 20, 54, 393

C/X, 162
C/Y, 162
C/Z, 162

c-type, 262

索引

401

CAD, 6, 20
cdiam, 323
CENDL-3.1, 340
chard, 75
charge, 250, 303
chart, 8, 66, 250, 303
Chart of the Nuclides, 341

CY, 162, 181, 185--187
CZ, 162
d-D 反応, 9
data, 118, 119dbcutoff, 64dcay, 236

chem, 10, 159, 209
chmax, 275, 280, 285, 288, 293, 298, 302,
307, 314, 318, 322, 326, 330, 335,

DCHAIN, 4, 5, 7, 10, 11, 13, 14, 16--19, 88,337
dchain, 8, 66, 250, 303

345
chmax(i), 255

decay, 310, 327, 332
decay 粒子, 327

chmin, 275, 280, 285, 288, 293, 298, 302,
307, 314, 318, 322, 326, 330, 335,
345

decay-turtle, 97, 112, 382
DECDC, 88, 136
dedxfile, 157

chmin(i), 255
chwei, 346

dedxfnc, 292
dedxfnc1, 298

cmax, 262, 393
cmin, 262, 393
cmin(i), 57, 214

dedxfnc2, 298
deg, 272
delayed neutron, 70

cmkm, 393
cmmm, 393

delt, 21, 236
delt0, 78, 87

cmmt, 393
cmnm, 393
cmpt, 236
cmum, 393
coll, 235
color, 198, 232
complex DSB, 10
compton, 332
COND, 157
cos, 250, 277, 309
cosmic-ray source, 10
CPU 時間, 83
ctmax, 236, 255, 275, 280, 285, 288, 293,
298, 302, 307, 314, 318, 322, 326,
330, 335, 345
ctmin, 255, 275, 280, 285, 288, 293, 298,
302, 307, 314, 318, 322, 326, 330,
335, 345
Cugnon, 66
current, 153--155, 276, 278, 390
cut, 119
cutoff, 304, 327
cval, 123
CX, 162∆ 角分布, 69δ 線, 36, 64, 207deltaray, 21, 332
deltb, 86deltc, 3, 86
deltg, 87deltm, 68, 82, 86, 200, 205deltt, 87deltxyz, 1delxyz, 87den, 159
depatom, 143
deposit, 7, 19, 21, 54, 98, 108, 289, 290,
299, 300, 390
dfano, 19, 292
dfano1, 298
dfano2, 298
DICOM2PHITS, 12
dir, 8, 21, 99, 102--110, 112--115, 118--120,
123, 142, 144dl0, 153
dl1, 153
dl2, 153
dmax, 213

索引

402

dmax(1), 4dmax(12), 5, 59

e12, 250, 296
e2-t, 250, 296

dmax(13), 5, 59
dmax(14), 5, 59

e2-type, 296
e21, 250, 296

dmax(2), 59, 96, 303, 309
dmax(2)), 289
dmax(i), 57, 213

EAF-2010, 340
EAF-3.1, 341
EBITEM, 4, 5, 14, 66, 303

dmpmulti, 121
DNA damage, 10
能, 17

EEDL, 396
eg0, 134eg1, 134, 135, 142dnb, 70
Dock, 27eg2, 134, 135, 142eg3, 134

dom, 99, 102--107, 113--115, 118--120, 153dose, 290, 390
dpa, 315

EGAF, 4, 5
EGS, 3
EGS5, 16--18, 20, 59, 67, 72, 75, 88, 157,

dpf, 153
dpnmax, 8, 57

199, 205, 209, 331, 384
eielfmax, 60

drd, 153
DRES, 66
dresol, 19, 21, 292

eielfmin, 60
einclmax, 60
einclmin, 60

dresol1, 298
dresol2, 298

eisobar, 60
ejamnu, 60

dtime, 136
dump, 7, 8, 10, 12, 97, 100, 120, 122, 123,
257, 280, 312, 329, 372, 382

ejampi, 60
ejamqmd, 60
elastic, 304, 310, 332

dumpall, 52, 81, 88, 90, 382
DWBA, 69

electron, 299, 302
Element file, 190

dxw, 153
dyw, 153

elf, 205
ELIB, 157
ELL, 163e-dst, 363
elst, 236
e-mode, 8, 9, 20, 67, 95, 231, 299, 303, 308, em-emode, 308
309, 315, 331, 337, 338
emax, 226, 229
e-phi, 363
emcnf, 70
e-smax, 68, 288
emcpf, 71
e-smin, 68, 288
emin, 22, 207, 226e-the, 363
emin(1), 209e-tyep, 126emin(12), 20, 59, 67, 209
e-type, 2, 5, 12, 97, 102--108, 110, 113--115, emin(13), 20, 59, 67, 209
118--120, 123, 128, 130--132, 134,emin(14), 59
135, 245, 247, 248, 271, 277, 283,
emin(19), 209
286, 289, 309, 327, 331, 344, 349
emin(2), 59
e0, 97, 102--108, 110, 112--115, 118--120,
emin(5), 9
123, 126emin(i), 57, 299, 319
e1-t, 250, 296
emumax, 75
e1-type, 296
emumin, 75

索引

403

enclos, 276
ENDF/B-VII.1, 340

etsmin, 57, 209
event generator mode, 67

ENDF/B-VIII.0, 340, 341
energy cut off 粒子, 327

exa, 114
Excel, 253energy straggling, 64
eng, 219, 221, 250, 272, 277, 283, 286, 290,
309, 327, 331, 344

f-curr, 278
f-mesh, 349

eng-t, 250, 290
eng1, 296
eng2, 296

factor, 3, 99, 121, 251, 272, 278, 283, 286,
290, 296, 300, 304, 310, 315, 320,
324, 327, 332, 345

eng2let, 277, 309
ENSDF, 341

FAQ, 384
fcl, 224

environ, 141, 143
EPDL97, 396
eps, 255, 274, 280, 285, 288, 293, 298, 302,

FENDL/A-2.0, 340
FENDL/A-3.0, 340
FENDL/D-1, 341

306, 314, 317, 322, 326, 330, 335,
345, 349, 359, 361
epseudo, 15, 61
epsout, 34, 255, 274, 280, 285, 288, 293,
298, 302, 306, 314, 317, 322, 326,
330, 335, 345, 349, 358, 359, 361,
365

figure of merit, 264
file, 33, 54, 120, 250, 251, 272, 277, 283,
286, 290, 296, 299, 303, 309, 312,
315, 319, 324, 327, 329, 331, 338,
344, 349, 351--353, 358, 360, 362,
365, 370
file(1), 3, 59, 88

epstfl, 13, 75
eqmdnu, 60
escape, 327

file(10), 88
file(11), 88
file(12), 88

escape 粒子, 327
esmax, 57

file(13), 88
file(14), 88
file(15), 88

esmin, 57
ESTEP, 157
et0, 134
et1, 134
et2, 134
et3, 134
ETS, 208
ETS for Si, 208
ets dea, 333
ets e-exc, 333
ets elast, 333
ets ioniz, 333
ets ioniz e-exc, 333
ets p-exc, 333
ets plasmon, 333
ets r-exc, 333
ets v-exc, 333
ETSART, 1, 208
etsmax, 57, 209

file(18), 84, 88
file(19), 84, 88
file(20), 59, 88
file(21), 88
file(22), 34, 88
file(23), 88
file(24), 88, 136, 141
file(25), 88
file(26), 88
file(28), 75, 88
file(29), 88, 157
file(6), 2, 39, 44, 80, 83, 88, 157, 213,
232, 351
file(7), 59, 68, 88, 157
FILL, 175, 176, 181--184, 186--188, 191
fill, 85
fiss, 236
fission, 310, 332

索引

404

flight mesh, 86
fluence, 271, 276, 282

iangform, 15, 277
iannih, 3, 18, 137

FLUENT, 16
fluo, 236

iaprim, 75
iauger, 75

flux, 109, 276, 278, 390
foamout, 16, 274, 293, 306, 314, 317
Fortran, 40, 253

iaugers, 137
ibad, 71
ibatch, 11, 100

Frag Data, 9gap, 199

ibod, 38
ibound, 75
ibrdst, 75

GAS, 157
gasegs, 75

icday, 143
icells, 15, 84, 88

GEM, 66
GG, 36, 197
ghigh, 228

icenv, 141--143
ichkmat, 15, 86
icmonth, 143

Ghostscript, 26
ghostview, 255

icntl, 2, 5, 6, 8, 12, 14, 40, 52, 89, 221,
230, 254, 258, 260, 348, 351, 358,

ginfo, 273, 287, 291, 302, 305, 311, 316,
321, 325, 328, 334, 345, 349, 359,
361

360, 384
icommat, 38, 89, 384
icput, 46, 83

glat, 143
glong, 143

icrdm, 65
icrhi, 65, 216

glow, 228
gmake, 377
GQ, 162

ICRP, 6ICRU90, 13, 157
icxnp, 6, 10, 65

grav, 79
gshow, 6, 7, 13, 16, 19, 52, 234, 253, 254,
256, 273, 279, 287, 291, 302, 305,

icxsni, 65, 216
icxspi, 65

311, 316, 321, 325, 328, 334
gslat, 15, 83, 254, 273, 279, 287, 291, 302,

icyear, 143idam(i), 89
idbg, 38

305, 311, 316, 321, 325, 328, 334,
345, 359, 361
gsline, 15, 83

idcylib, 341
idelt, 87

HalfLifeMax, 371
HalfLifeMin, 371
heat, 299
heaven, 363
heavyion, 332
HEX, 163
HistoryFile, 371
HistoryMax, 371
HLIB, 157

idmpmode, 121, 280, 312, 329
idosunit, 5
idpa, 13, 315
idpara, 81
idwba, 69
iechrl, 271, 286, 289, 296, 300, 302, 303,
309, 315, 319, 323, 327, 331, 360
iedgfl, 75
iegsout, 72
iegsrand, 75

hnxslib, 340
HSB, 232

ieispl, 75
ielas, 65
ielctf, 79, 205

iadjoint, 68

ieleh, 59

索引

405

ielms, 65iels, 236

ionization potential, 64
ipara, 83

ierrout, 11, 80
iertdcho, 340

ipegs, 72
iphter, 75

iextstat, 264, 275, 285
ifission, 66
ifixchg, 19, 64, 99

ipngdr, 75
ipnint, 12, 72, 75
iprdst, 75

igamma, 4, 20, 66, 88, 96, 303
igchk, 86
igerr, 86

iprofr, 8, 75
iprtb2, 340
iqmdscm, 79

iggcm, 83
igmuppd, 15, 75

iraylr, 75
iredufmt, 338

ih2o, 18, 64
iidfs, 69
ikerman, 67, 289

ireschk, 53, 344, 386
irlet, 64
irqmd, 60, 384

ikermap, 67, 289
ilchain, 10

isaba, 70
isbias, 108, 115

imagnf, 79, 199
iMeVperU, 8, 139
iMeVperu, 21, 82, 230, 388

iscinful, 61
iscorr, 98
ismm, 66, 384

imout, 82
impacr, 75

iso, 21, 108, 109
isobar, 60

Importance, 13
importance, 217, 218
imsegs, 72

ispfs, 100
isrc, 379
istabl, 341

imubrm, 75
imucap, 75

istdbat, 17, 62
istdcut, 17, 62

imuint, 75
imuppd, 75
in, 235

istdev, 33, 53, 255, 275, 280, 285, 288, 290,
293, 298, 307, 314, 318, 322, 326,
330, 335, 352, 381, 389

INC-ELF, 19, 60
incelf, 60

isumtally, 258
itall, 11, 17, 18, 34, 82, 100, 255, 261,

INCL, 60
inclg, 60
incohr, 75

275, 281, 285, 288, 294, 298, 302,
307, 314, 318, 322, 326, 330, 335,
338, 346, 351

infl, 4, 32, 38, 352, 384, 394
infl:, 193

italsh, 14, 53, 389
itdecn, 16, 340

info, 252, 303
infout, 44, 80
inmed, 69

itdecs, 16, 340
itetra, 85
itetvol, 85

inmedium, 69
input echo, 52, 63, 82, 83, 222

itgchk, 5, 85
itimrand, 54

interpolation, 228
inucr, 2, 5, 6, 89
inxslib, 340

itlmax, 379
its e-exc, 333
its elas, 333

Ionization Potential, 18

its hit, 333

索引

406

its ioniz, 333
its ioniz e-exc, 333

kurbuc ioniz, 333
kurbuc ioniz e-exc e-cap, 333

ITSART, 3, 6, 7, 208
itstep, 82

KUROTAMA, 65
kvlmax, 379

ityp, 219, 222
iunrst, 75
ivoxel, 15, 84, 88, 189

KX, 162
KY, 162
KZ, 162

iwwbias, 62, 221, 348
izst, 99, 200, 205

l-dst, 363
l-phi, 363

JAM, 20, 60, 65
JAMQMD, 60

l-the, 363
l-type, 245, 247, 319

JEFF-3.1A, 340
JEFF-3.3, 340
JENDL, 9, 385

Landau, 78
LAT, 85, 175, 176, 181, 182, 184, 186--188,
191, 358

JENDL-4.0, 59, 156, 340, 396
JENDL-4.0/HE, 8, 11, 14, 18, 396

LaTeX, 232, 234
lattice, 13, 99, 175, 176, 181, 185, 186,

JENDL-5, 1, 3, 396
JENDL/AD-2017, 340
JENDL/DDF-2015, 341

188, 197, 199, 207, 211, 217, 220,
222, 224, 227, 235, 237, 241, 242,
282, 358

JENDL/DEU-2020, 9, 12
JENDL/HE-2007, 10, 65

lattice 座標, 183, 186, 188, 241, 242
LAT 番号, 253, 254

JENDL4, 5
jmode, 4jmout, 3, 82

let, 292, 298, 309, 319
letmat, 157, 280, 289, 292, 312, 322, 326
letmat1, 298

jpsf, 120
JQMD, 41, 60
JQMD-2.0, 60

letmat2, 298
LET メッシュ, 245
lib, 3

K/X, 162

lib(i), 8, 57, 213
LIKE n BUT, 175, 185

K/Y, 162
K/Z, 162
Kerma, 61lin, 228
line, 365
Linux, 24, 30, 377

Kerma factor, 52
kerma factor, 14log, 228
lost particle, 86

kf コード, 41, 249
kf-code, 41, 42
kmout, 82, 157

lpolar, 75
Lynch の式, 78

knockelec, 21, 332
knoe, 21, 236

m-source, 288
Mac, 24, 26, 377

KURBUC, 3, 4, 15, 61, 159, 208, 378
kurbuc e-cap, 333
kurbuc e-exc, 333

magnetic field, 87
make, 375
makefile, 10

kurbuc e-stp, 333
kurbuc elast, 333
kurbuc hit, 333

manatally, 260, 262
mass, 250, 303
MAT, 175, 176, 185

索引

407

mat, 156, 159, 160, 198, 199, 213, 229, 232
matadd, 83, 175, 232

ncvalout, 2, 39, 80
ndata, 9, 236, 307, 338

material, 255, 274, 288, 292, 298--300, 306,
312, 317, 322, 326, 329, 335, 344,

ndedx, 45, 64, 157
ne, 128, 130--132, 228363
maxact, 331
maxangel, 274, 280, 285, 293, 298, 306, 314,

nedisp, 17, 64, 86, 157
negs, 5, 58, 59, 67, 72, 75, 88, 209, 331,
384

317, 322, 326, 330, 335
maxbch, 121
maxbnk, 53

neispl, 75
neutrino, 77
nevap, 66

maxbnw, 1, 53
maxcas, 33, 53, 121, 380, 381

nfcseg, 62, 224
nfile, 258, 260

Maxwellian, 16
MCNP, 82, 390
mdas, 6, 10

ngem, 20, 66
ni, 136
nlatcel, 294, 336

mdbatima, 45, 64
mesh, 2, 14, 18, 115, 183, 186, 189, 219,

nlatmem, 294, 336
NLIB, 157

240--244, 248, 264, 271, 272, 276,
282, 286, 289, 296, 299, 303, 309,
315, 327, 331, 338, 344, 349, 351,

nlost, 46, 86
nm, 134, 135, 142
nn, 145

358, 360, 362
method, 351

no ionization, 52
no reaction, 52

mgf, 199, 205
mID, 7, 10
mirror, 363

nocoh, 71
Node file, 190
non, 199, 209, 234, 282

model, 323
Moliere 理論, 78

nonela, 310
nonu, 70

MorP, 7mother, 226, 304, 312, 333
MPICH2, 32, 380

norm, 137, 340
Notepad++, 26
npidk, 9, 69

mset, 229
mtinfo, 2, 231

nrandgen, 54
nrecover, 80

multi-source, 288
multiplier, 4, 11, 228, 274, 280, 284, 288
mxnuclei, 8, 304

nsms, 393
nspred, 22, 75, 78, 87, 157
nsps, 393

n-coll, 226n-evap, 226

nssc, 393
nsus, 393

n-mesh, 349
na, 144ntetelem, 85
ntetsurf, 85
ntmax, 99, 121, 123

name, 198, 232, 234
NASA, 65
natural, 83

ntrnore, 77
ntt, 147naz, 38
nbproden, 264, 275, 285

nuc, 159
nucdata, 58, 59, 384
nucl, 236

nc, 262

nuclcal.out, 88

索引

408

nuclear, 310, 332
nucleus, 213, 304

PHITS-Chem, 1
PHITS-Pad, 2nuclide, 136
nudtvar, 21, 353

PHITS-UDM, 5
phits.in, 381

numb, 71
number, 228
nwsors, 44, 83

phits.out, 44
PHITSPATH, 3, 88
photoelec, 332

nx, 115ny, 115nz, 21, 115

photon, 41, 71, 299
PinnedOption, 370
PinnedParticles, 371

o-curr, 278

PinnedTimeFix, 371
PinnedTimeOption, 371

o-type, 147
oa-curr, 278
oa-flux, 10

PLIB, 157
pnimul, 75
point, 283

ob-curr, 278
of-curr, 278

pprd, 236
Prob, 7off, 384
OpenMP, 10, 13, 389
OpenMPI, 380

probability density function, 264
Processing Element, 53
prodenmn, 264, 275, 285

opt, 16out, 235

prodenmx, 264, 275, 285
product, 304

output, 2, 7, 10, 19, 21, 54, 98, 108, 116,
183, 252, 278, 289, 290, 296, 299,
304, 310, 315, 327, 332, 358, 360,

proj, 3, 9, 99, 141
PX, 162, 177--179, 181, 182, 184--188px, 191

362, 363, 390
outtime, 340

PY, 162, 177--179, 181, 182, 184--188
py, 191

P, 162, 184
p-type, 128, 130--132, 134, 135

PZ, 162, 177--179, 181, 182, 184--188pz, 191
pz0, 112

pairprod, 332
param.inc, 379
PARMA, 9q-type, 144, 145q:, 38

part, 6--8, 21, 213, 217, 219, 221, 224, 226, qp:, 38
228, 235, 237, 248, 249, 272, 277,
283, 289, 296, 300, 303, 309, 315,
319, 324, 327, 331, 344, 349, 370
PE, 33, 53, 81, 86, 381, 382

r, 250, 272, 277, 290, 299, 303, 309, 327,
331
r-from, 282

PEGS, 75
PEGS5, 88r-in, 282
r-mesh, 349

pg1, 108pg2, 108
phel, 236

r-out, 282, 349, 351
r-to, 282
r-type, 244, 247

phi, 99, 102--107, 113--115, 118--120
PHIG-3D, 2, 3, 6, 9--12, 37, 390
PHIG3D, 85

r-z, 19, 193, 240, 243, 244, 271, 276, 282,
286, 289, 309, 315, 327, 331
r0, 20, 102, 113, 351

索引

409

r1, 20, 102, 106--109, 113
r2, 108, 109, 113

rx, 110ry, 110rad, 272
rayl, 236

rz, 54, 250, 272, 290, 299, 303, 309, 327,
331

RCC, 163rdam(i), 89
REC, 163

S, 162s-type, 8, 12, 14, 17, 20, 21, 97, 98, 100,

ref, 235
reg, 52, 98, 99, 121, 123, 183, 186, 189,
197, 199, 205, 209, 212, 217--219,

102--110, 112--115, 118, 120, 123,
142, 351, 352S(α, β), 158

224, 226, 227, 234, 235, 237, 240--243, samepage, 5, 250, 272, 277, 283, 290, 296,
299, 309, 315, 319, 324, 327, 331
250, 254, 271, 272, 276, 277, 282,
sangel, 17, 273, 279, 284, 287, 291, 298,
286, 289, 290, 296, 299, 300, 303,
300, 305, 311, 316, 321, 325, 328,
309, 315, 319, 323, 327, 331, 338,
334, 358, 360, 365, 394
344, 349, 351, 360, 362, 363, 370
region error, 86
resc2, 33

SANGEL パラメータ, 394
SANS, 70

resc3, 33
resfile, 33, 251, 272, 277, 283, 286, 290,
296, 299, 303, 309, 315, 319, 324,

scdy, 393
schr, 393
SCINFUL-QMD, 14, 61

327, 331, 344, 351
resol, 256, 273, 279, 287, 291, 302, 305,

SCINFUL モード, 10, 14, 61
scm d, 79

311, 316, 321, 325, 328, 334, 345,
349, 358, 360, 365
RHO, 175, 176

scm h0, 79
scm rcls, 79
scmn, 393

rhomat, 326
RHP, 163

scyr, 393
SDM, 66
se-type, 324

rigid, 143rijk, 34
rijklst, 33
ring, 283
RIPL, 14
RIsource.ack, 21
RIsource.dat, 88, 136
RIsource.rad, 21
RI 線源, 4, 9, 340
能, 3, 5, 7
rn, 105, 107
RPP, 163
rpp, 11, 191
rseed, 54
rshow, 2, 52, 234, 253, 254, 256, 273, 287,
291, 302, 305, 311, 316, 321, 325,
328, 334, 345, 349
RT-PHITS, 6, 12
ruth min, 7

se-unit, 323
sed, 324
set, 123, 384
set:, 193, 391
sfile, 258, 260, 262
Shen, 65
simple, 299
size, 234
SO, 162
solarmod, 142
source, 116, 310
SPAR, 157
special, 307
SPH, 163
SQ, 162
star density, 331
stdcut, 17, 18, 275, 280, 285, 288, 294, 298,
302, 307, 314, 318, 322, 326, 330,

索引

410

335, 338, 346, 351, 390
stepminEM, 370

TMP, 175, 176
tmp, 197

suf, 119
SumatraPDF, 26

tn, 146
totfact, 98, 99, 121, 136, 141, 142, 340

sumfactor, 258
sumtally, 9, 39, 52, 258, 344
surface, 161, 282

transform, 4transmut, 332
TRC, 163

swtm(i), 62
SX, 162sx, 75, 99, 120, 122, 123

TRCL, 99, 175, 176, 185, 199, 256, 302, 345,
359, 361, 366, 367
trcl, 119, 121, 205, 273, 279, 287, 291, 305,

SY, 162sy, 75, 99, 120, 122, 123

311, 316, 321, 325, 328, 334
trcle, 205

symbol, 41, 42
SZ, 162, 176, 178, 179sz, 75, 99, 120, 122, 123

trclm, 205
trxcrd.dat, 66, 67, 88
ts bio, 332

t, 250, 272, 277, 283, 286, 290, 296, 309,

ts hit, 332
ts ioniz, 332

327, 331, 344
t-e1, 250, 296
t-e2, 250, 296

ts w, 332
TSFAC, 191
tsmax, 57

t-eng, 250, 290
t-type, 121, 123, 146, 245, 247, 271, 277,

tsxcl, 61
tw, 146

283, 286, 289, 296, 309, 327, 331,
344, 349
t0, 146
Table of Isotopes 8th ed., 341
target, 340
tc, 146td, 146TENDL, 9

TX, 162
TY, 162
typ, 13, 199
TZ, 162
U, 99, 175, 176, 179, 181, 182, 184, 186--188,
191, 197, 199, 207, 211, 217, 220,
222, 224, 227, 235, 237, 241, 282

TENDL-2017, 340
udtpara, 21, 353
TeraPad, 26
udtvar, 21, 353
tet, 2, 14, 18, 240, 244, 254, 271, 272, 289, unit, 3, 18, 21, 82, 251, 272, 278, 283, 286,
290, 303, 309, 315
Tetra.bin, 85

290, 296, 299, 300, 304, 310, 315,
320, 324, 327, 332, 344, 351

tetreg, 118
TFILE, 191
tg-list, 340

universe, 85, 99, 118, 176, 179, 183, 186,
188, 189, 197, 199, 207, 211, 217,
220, 222, 224, 227, 235, 237, 241,

the, 250, 277, 309
tim, 219282
usrdfn1.f, 289, 296

timeevo, 338
timeout, 53
title, 252, 273, 279, 284, 287, 291, 298,

usrdfn2.f, 17, 289, 296
usrdfn3.f, 19
usrelst, 79

300, 305, 311, 316, 321, 325, 328,
334, 338, 345, 351, 358, 360, 365

usresol.f, 19, 292, 298
usrmgt, 79

tmax(i), 62

usrsors.f, 20, 97

索引

411

usrtally.f, 353

x, 250, 272, 277, 290, 299, 303, 309, 327,
331

variance of variance, 264
Vavilov, 78
VOL, 175, 176

x-ray, 71
x-txt, 255, 273, 279, 287, 291, 298, 302,

vol, 227, 242, 243, 271, 286, 289, 296, 302,
303, 309, 315, 319, 323, 327, 331

305, 311, 316, 321, 325, 328, 334,
345, 349, 358, 360, 365
x-type, 115, 219, 244, 247, 254, 358, 362

volmat, 255, 274, 288, 292, 302, 306, 312,
317, 322, 326, 329, 335
volume, 227, 242, 243, 271, 286, 289, 296,

x0, 102--108, 110, 112--114, 120, 123, 243,
349, 351, 352, 363
x1, 103--105, 110, 113, 114, 120, 123, 349,

302, 303, 309, 315, 319, 323, 327,
331, 345, 360

351
x2, 110, 114

voxel, 84, 188
voxel phantom, 189
vtkfmt, 274, 293, 302, 306, 314, 317, 330,

x3, 114xdec, 2, 393
xexp, 2, 393

335, 359
vtkout, 274, 293, 302, 306, 314, 317, 330,

xlin, 393
xlog, 393

335, 359
w-ang, 363
w-dst, 363
w-hgt, 363
w-mnh, 363
w-mnw, 363
w-wdt, 363
wc1(i), 62, 225
wc2(i), 62, 214
WED, 163weight cutoff, 224, 226
Weight Window, 13
Weight Window Bias Generator, 221, 348
Weight Window Generator, 221, 344
weight window, 219
wem, 110wgt, 99, 120
width, 256, 273, 279, 287, 291, 302, 305,
311, 316, 321, 325, 328, 334, 345,
349, 358, 360, 365

xmax, 393
xmin, 252, 393
xmrad1, 110
xmrad2, 110
xnum, 71
Xorshift64, 16
xp, 112xq, 112
xsdir, 1, 8, 11, 24, 88, 157, 385
xsmemory, 10, 53
XY, 162xy, 9, 54, 250, 253, 254, 272, 277, 290, 299,
303, 309, 327, 331, 344, 349, 358,
360, 362
xyz, 11, 13, 19, 52, 115, 193, 219, 240, 244,
253--255, 271, 276, 282, 286, 289,
309, 315, 327, 331, 358, 360
xyz メッシュ線源, 4xz, 254, 272, 277, 290, 303, 309, 327, 331,
344, 349, 358

Windows, 24, 39, 375, 383
Wobbler magnet, 79, 199y, 250, 272, 277, 290, 299, 303, 309, 327,
331

wt0, 112
wwbg, 349
wwbi, 221y-txt, 255, 273, 279, 287, 291, 298, 302,
305, 311, 316, 321, 325, 328, 334,
345, 349, 358, 360, 365

wwg, 344
wwi, 219

y-type, 115, 219, 244, 247, 254, 358, 362
y0, 102--108, 110, 112--114, 120, 123, 243,
349, 351, 363

索引

412

y1, 103--105, 110, 113, 114, 120, 123, 349,
351

計算打切エネルギー, 57, 78, 88, 319

y2, 110, 114
y3, 114

継続行, 248

ydec, 2, 393
yexp, 2, 393
ylin, 393

元素記号, 156

ylog, 393
ymax, 393
ymin, 252, 393

座標変換, 193

ymrad1, 110
ymrad2, 110
yp, 112yq, 112yz, 250, 253, 254, 272, 277, 290, 299, 303,
309, 327, 331, 344, 349, 358, 360

計算打切時間, 62
元素, 156
最小値, 86, 128, 132, 163, 247, 248, 254
最大値, 128, 132, 163, 247, 248, 254
座標変換, 36, 161, 185, 199, 256, 273, 279,

287, 291, 302, 305, 311, 316, 321,
325, 328, 334, 345, 359, 361, 366
座標変換番号, 185
残留核, 66, 382
残留核の γ 崩壊, 66, 88
四重極電磁石, 199
質量密度, 157, 175
集合代数, 175, 176z, 21, 250, 272, 277, 290, 299, 303, 309,
327, 331z-mesh, 349

詳細モデル, 71

z-txt, 255, 273, 279, 287, 291, 298, 302,
305, 311, 316, 321, 325, 328, 334,

磁場, 79, 199

345, 349, 360, 365
z-type, 21, 115, 219, 244, 247, 254, 358,362

蒸発モデル, 66

z0, 102--108, 110, 112--114, 120, 123, 349,
351, 363
z1, 102--107, 110, 113, 114, 120, 123, 349,

セル定義文, 174, 175, 183351
z2, 114

時間カット, 62
時間メッシュ, 245
重力, 79生成核種, 303
セル, 175, 176
セル番号, 118, 175, 176, 180, 183, 185, 186,

188, 241
組成比, 156
体積, 227, 242, 243, 255, 351

z3, 114zlin, 360
zlog, 360

体積補正, 255

ZP, 162zx, 250, 254

弾性散乱, 65, 89

異常終了, 33, 382
階層構造, 186, 217, 241, 242
核種, 41, 156
核データ, 82, 157, 307
角度メッシュ, 246吸収反応, 75
境界線, 251, 253, 254, 358, 360
空白, 35, 37, 38, 41, 51, 175, 241, 249
繰り返し幾何形状, 179, 185
群数, 128, 132, 247, 248

体積、面積計算, 52, 108, 109
タブ, 37
中性子光学, 128, 132, 200
中性子捕獲, 70
定数定義, 156, 161, 175, 193
天然存在比, 83, 156, 337
等高線, 253
二重極電磁石, 199
標準出力, 51, 88
物質番号, 83, 156, 159, 175, 176, 179, 181,

185, 230, 253, 254, 300, 345, 358,360
物質密度, 157, 175
分解能, 254, 255

索引

413

偏極率, 100, 201

パラメータセクション, 254, 255

密度, 83, 175

ヒストリー数, 54, 381

メッシュ幅, 247, 248

ヒストリーカウンタ, 1

メモリ共有型並列, 13, 32, 377, 378, 380

ヒストリーカウンター, 11, 255, 275, 280, 285,

面記号, 161, 162, 177, 183, 188
面定義数値, 161

288, 293, 298, 302, 307, 314, 318,
322, 326, 330, 335, 345
コメント文字, 38, 156, 161, 175, 193

面番号, 161, 174--176, 181, 188

コンパイル, 97, 375

余弦, 102--107, 110, 112

コンプトン散乱, 8

乱数, 54ノ因子, 289

粒子密度, 82, 157, 175, 179

スーパーミラー, 211

領域番号, 197, 217, 221, 224, 227, 237, 242,

スコアリングメッシュ, 243, 244

243, 253, 254, 282
領域メッシュ, 240, 241
連続四面体, 7, 14, 16, 20, 21, 85, 97, 118,

スピン, 100, 122, 201, 257

面積, 282

190

セルパラメータ, 175, 176, 179, 185, 197
セル番号, 234
ミューオン核反応, 75
ミューオン捕獲反応, 75

ソースのチェック, 52
ソース粒子のタリー, 52
ソースフアイル, 382
ダクトソース, 153
イベントジェネレーターモード, 255
イベントジェネレータモード, 5, 20, 289, 290,

299, 331
インクルード, 38, 39, 156, 161, 175, 193
インストール, 24
ウエイトウインドウ, 62, 219
ウエイトカット, 62
データフアイル, 382

メッシュ定義文, 242
メッシュタイプ, 247
メッシュ型, 240
メモリ共有型並列, 382
メモリ分散型並列, 20, 32, 33, 53, 81, 257,

378, 380, 381
モデル切り替えエネルギー, 57
ユーザー定義 anatally, 12, 261
ユーザー定義タリー, 12
ユーザー定義定数, 39, 258, 260
ユーザー定義文字列, 4, 39
ライブラリー, 52, 57, 157, 159

エネルギーメッシュ, 245, 271, 277, 283, 286,

289, 309, 327, 331, 344, 349
エネルギー分散, 64
ドップラー効果, 8, 66
ドラッグ&ドロップ, 27
カウンター, 18, 122, 235, 255, 257, 275, 280,

285, 288, 293, 298, 302, 307, 314,
318, 322, 326, 330, 335, 345
カラープロット, 253
クーロン散乱, 64
クラスタープロット, 253

位相, 199
位相空間線源, 13, 110
宇宙線フラックス, 12, 140, 141
宇宙線線源モード, 6, 8, 12円環体, 7
能, 1, 264
核データライブラリー, 8核共鳴蛍光散乱, 75
角度メッシュ, 271, 277, 309

バッチ, 33, 53, 82, 255, 381, 382
バッチ分散, 275, 280, 285, 288, 293, 298,

擬似乱数生成, 16

307, 314, 318, 322, 326, 330, 335,
389
バンク, 53
パラメーターセクション, 360

計算の中断, 33
光核反応, 8, 75
光核反応ライブラリー, 57

索引

414

高エネルギー核データ用イベントジェネレータモー
ド, 8
座標変換番号, 193
再開始計算, 9, 33, 53, 54, 251, 272, 277,

283, 286, 290, 296, 299, 303, 309,
315, 319, 324, 327, 331, 344, 349,
351, 352, 381
四面体メッシュ, 6, 161
四面体メッシュ形状, 3, 4四面体メッシュ線源, 4
時間メッシュ, 271, 277, 283, 286, 289, 309,

327, 331, 344, 349
自発核分裂中性子源, 5
線量換算係数, 228
阻止能, 16, 157
送る, 25楕円環体, 7断面積出力モード, 5, 6
統計誤差, 14, 53, 250
特性 X 線, 20
内蔵の反応データ, 307
内部転換電子, 20
熱中性子散乱則データ, 396
半導体ソフトエラー, 20, 228
反射面, 161, 190
飛跡構造解析モード, 6, 9, 10, 15, 17, 19,

21, 36, 57, 61, 88, 159, 208, 289,332
微少角中性子散乱, 70
標準出力, 44
負パイオン, 9
負ミューオン捕獲反応, 19
分散分析, 16, 262
面上分布ソース, 97, 119

PHITS

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PH ITS 開発チーム：
佐藤達彦 1 ，岩元洋介 1 ，橋本慎太郎 1,† ，小川達彦 1 ，古田琢哉 1 ，安部晋一郎 1 ，
甲斐健師 1 ，松谷悠佑 1,2 ，松田規宏 1 ，平田悠歩 1 ，関川卓也 1 ，Lan Yao1 ，
Pi-En Tsai1,∗ ，Hunter Ratliff1,∗∗ ，岩瀬広 3 ，坂木泰仁 3 ，杉原健太 3 ，執行信寛 4 ，Lembit Sihver5 ，仁井田浩二 61(国研) 日本原子力研究開発機構， 2 (国) 北海道大学,
3(共) 高エネルギー加速器研究機構， 4 (国) 九州大学，
5
6
ウィーン工科大学, オーストリア,(財) 高度情報科学技術研究機構，∗∗∗
現所属: Zap Energy, USA,
現所属: HVL, Norway，†
本マニュアルの編集担当