著作: 佐藤 義秀/坂田 洞察/Bolst David/Simpson Edward/Guatelli Susanna/[芳賀 昭弘]/Development of a more accurate Geant4 quantum molecular dynamics model for hadron therapy/[Physics in Medicine and Biology]/[芳賀 昭弘]
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| 言語 | 必須 | 英語 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 招待 | 推奨 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 審査 | 推奨 | Peer Review | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| カテゴリ | 推奨 | 研究 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 共著種別 | 推奨 | 国際共著(徳島大学内研究者と国外研究機関所属研究者との共同研究) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 学究種別 | 推奨 | 博士前期課程学生による研究報告 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 組織 | 推奨 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 著者 | 必須 |
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| 題名 | 必須 |
(英) Development of a more accurate Geant4 quantum molecular dynamics model for hadron therapy |
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| 副題 | 任意 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 要約 | 任意 |
(英) Objective: Although in heavy-ion therapy, the quantum molecular dynamics (QMD) model is one of the most fundamental physics models providing an accurate daughter- ion production yield in the final state, there are still non-negligible differences with the experimental results. The aim of this study is to improve fragment production in water phantoms by developing a more accurate QMD model in Geant4.Approach: A QMD model was developed by implementing modern Skyrme interaction parameter sets, as well as by incorporating with an ad hoc α-cluster model in the initial nuclear state. Two adjusting parameters were selected that can significantly affect the fragment productions in the QMD model: the radius to discriminate a cluster to which nucleons belong after the nucleus-nucleus reaction, denoted by R, and the squared standard deviation of the Gaussian packet, denoted by L. Squared Mahalanobiss distance of fragment yields and angular distributions with 1, 2, and the higher atomic number for the produced fragments were employed as objective functions, and multi- objective optimization (MOO), which make it possible to compare quantitatively the simulated production yields with the reference experimental data, was performed. Main results: The MOO analysis showed that the QMD model with modern Skyrme parameters coupled with the proposed α-cluster model, denoted as SkMα, can drastically improve light fragments yields in water. In addition, the proposed model reproduced the kinetic energy distribution of the fragments accurately. The optimized L in SkMα was confirmed to be realistic by the charge radii analysis in the ground state formation.Significance: The proposed framework using MOO was demonstrated to be very useful in judging the superiority of the proposed nuclear model. The optimized QMD model is expected to improve the accuracy of heavy-ion therapy dosimetry. |
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| キーワード | 推奨 |
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| 発行所 | 推奨 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 誌名 | 必須 |
Physics in Medicine and Biology(Hospital Physicists' Association)
(pISSN: 0031-9155, eISSN: 1361-6560)
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| 巻 | 必須 | 67 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 号 | 必須 | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 頁 | 必須 | 225001 225001 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 都市 | 任意 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 年月日 | 必須 | 2022年 10月 13日 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| URL | 任意 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI | 任意 | 10.1088/1361-6560/ac9a9a (→Scopusで検索) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PMID | 任意 | 36240757 (→Scopusで検索) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CRID | 任意 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| WOS | 任意 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Scopus | 任意 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 評価値 | 任意 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 被引用数 | 任意 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 指導教員 | 推奨 |
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| 備考 | 任意 |
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