Neutron energy spectra at 180 from 140 MeV proton incident reactions

140MeV陽子入射による180度方向へ放出する炭素,鉄ターゲットの中性子エネルギースペクトル

岩元 洋介   ; 佐藤 大樹   ; 中根 佳弘  ; 中島 宏; 遠藤 章   ; 坂本 幸夫; 萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 民井 淳*; 畑中 吉治*

Iwamoto, Yosuke; Satoh, Daiki; Nakane, Yoshihiro; Nakashima, Hiroshi; Endo, Akira; Sakamoto, Yukio; Hagiwara, Masayuki*; Iwase, Hiroshi*; Yashima, Hiroshi*; Tamii, Atsushi*; Hatanaka, Kichiji*

中性子放出強度に関する180度方向のエネルギースペクトルは、角度依存性を示すデータのベースラインとなっており、中性子生成反応機構解明で重要なデータとなっている。計算コードの精度検証用データを入手するため、140MeV陽子入射による炭素及び鉄ターゲットの180度方向の中性子生成収率を大阪大学核物理研究センターで行った。1MeV以上の中性子のエネルギースペクトルを飛行時間法を用いて得た。ロスアラモス国立研究所でのMeierらによる113MeV陽子入射の150度方向の中性子エネルギー収率と比較したところ、入射エネルギー及び角度が少し異なるがよく一致した。PHITSコードに組み込まれている物理モデル(Bertini, ISOBAR, JQMD)と比較したところ、ISOBARとJQMDによる計算結果はおおむね実験結果を再現するが、Bertiniモデルは原子核内での核子-核子衝突を記述できていないために10MeV以上の中性子放出が見られなかった。

Neutron production cross sections of carbon and iron targets for 140 MeV proton at 180 were measured at the RCNP cyclotron facility. The neutron energy spectra were obtained by using the time-of-flight technique in the energy range above 1 MeV. The results of carbon and iron targets were compared with experimental data for 113 MeV (p,xn) reactions at 150 deg by Meier et al. Our data gave good agreements with them in spite of different incident energies and angles. Calculations were performed with different intranuclear cascade models (Bertini, ISOBAR, and JQMD) implemented in the PHITS code. Calculated results with the ISOBAR and JQMD models roughly agreed with the experimental data for iron targets, although Bertini could not reproduce the high energy neutrons above 10 MeV.