重イオン入射による厚いターゲットからの二次中性子スペクトルの再評価

Reevaluation of secondary neutron spectra from thick targets upon heavy-ion bombardment

佐藤 大樹   ; 黒澤 忠弘*; 佐藤 達彦   ; 遠藤 章   ; 高田 真志*; 岩瀬 広*; 中村 尚司; 仁井田 浩二*

Satoh, Daiki; Kurosawa, Tadahiro*; Sato, Tatsuhiko; Endo, Akira; Takada, Masashi*; Iwase, Hiroshi*; Nakamura, Takashi; Niita, Koji*

重イオン入射による厚いターゲットからの二次中性子スペクトルは、黒澤らにより系統的な実験データが報告されており、計算コードの検証をはじめ広く利用されてきた。しかし、黒澤らのスペクトルデータは、高エネルギー部分において計算値との不一致があり、これは測定に用いた中性子検出器の検出効率の評価に問題があることが指摘されていた。本研究では、最新の検出効率評価コードSCINFUL-QMDを用いて、上記の実験データを再解析するとともに、幾つかの入射重イオンとターゲットの組合せに対して、新たにデータを取得した。そして、すべての実験データを、汎用粒子輸送コードPHITSによる計算値と比較した。その結果、SCINFUL-QMDによる検出効率に基づき再評価された実験データにおいて、従来問題とされていた高エネルギー部分での計算値との不一致が大きく改善された。また、広いエネルギー領域でPHITSが重イオン入射による二次中性子スペクトルを適切に再現可能であることが検証された。

Previously-published data of secondary neutron spectra from thick targets of C, Al, Cu and Pb bombarded with heavy ions from He to Xe are revised by using a new set of neutron-detection efficiency values for a liquid organic scintillator calculated with SCINFUL-QMD. Additional data have been measured for bombardment of C target by 400-MeV/nucleon C ions and 800 MeV/nucleon Si-ions. The set of spectra are compared with the calculation results using a Monte-Carlo heavy-ion transport code, PHITS. It was found that PHITS is able to reproduce the secondary neutron spectra in a wide neutron-energy regime.