重イオン入射反応における中性子生成断面積の研究,2; 中性子生成二重微分断面積の評価と計算コードとの比較

Study for neutron production cross sections by heavy ion interactions, 2; Evaluation of cross sections, and comparison with predictions of Monte Carlo codes

佐藤 大樹   ; 森口 大輔*; 中村 泰博*; 梶本 剛*; 上山 正彦*; 吉岡 正勝*; 古場 祐介*; 執行 信寛*; 魚住 祐介*; 松藤 成弘*; 高田 真志*; 佐波 俊哉*

Satoh, Daiki; Moriguchi, Daisuke*; Nakamura, Yasuhiro*; Kajimoto, Tsuyoshi*; Ueyama, Masahiko*; Yoshioka, Masakatsu*; Koba, Yusuke*; Shigyo, Nobuhiro*; Uozumi, Yusuke*; Matsufuji, Naruhiro*; Takada, Masashi*; Sanami, Toshiya*

放射線医学総合研究所の重イオン加速器と生体構成元素から成るターゲット材を用い、重イオン入射反応における中性子生成二重微分断面積を測定した。得られたデータは、入射エネルギーに相当する数百MeVから生物学的に重要なエネルギー領域である1MeV近傍まで幅広く含む。さらに、既存の実験データを再解析して利用することにより、系統的な断面積の評価を行った。既存の実験データは検出器の検出効率の見積もりに問題があるとされていたが、最新の検出効率計算コードを利用した解析により、断面積の過大評価が修正された。評価した断面積データを、重粒子線治療における線量評価への応用が検討されている各種シミュレーションコードの予測値と比較した。いずれのコードも前方角度領域への高エネルギー中性子の放出を再現できておらず、重イオン核反応模型に問題があることが指摘された。

Neutron production double differential cross sections have been measured at HIMAC in National Institute of Radiological Sciences. The cross sections were obtained in the energy region from a few MeV to several hundred MeV. In addition, we got the systematic cross section data by revising the detection efficiencies in the existing data. All the data were compared with the predictions of Monte Carlo simulation codes. While the codes show a good agreement in the backward angular region, they can not reproduce the peak structure observed in the forward angular region. This indicates that the nucleus-nucleus reaction model in the simulation codes must be revised.