Application and validation of event generator in the PHITS code for the low-energy neutron-induced reactions

低エネルギー中性子入射反応におけるPHITSコードのイベントジェネレータモードの検証とその応用

岩元 洋介   ; 仁井田 浩二*; 佐藤 達彦   ; 松田 規宏  ; 岩瀬 広*; 中島 宏; 坂本 幸夫

Iwamoto, Yosuke; Niita, Koji*; Sato, Tatsuhiko; Matsuda, Norihiro; Iwase, Hiroshi*; Nakashima, Hiroshi; Sakamoto, Yukio

エネルギー20MeV以下の中性子の輸送現象及びその影響評価の取り扱いに関して、PHITSコードに"イベントジェネレータモード(E-mode)"が導入された。E-modeでは中性子入射反応の評価済み核データと蒸発モデルを組合せることで、低エネルギー領域でもエネルギーと運動量保存が成り立つように、衝突によるすべての放出核子と残留核の相互関係を記述できる。それゆえE-modeは低エネルギー中性子入射反応における生成荷電粒子の微視的エネルギー付与分布を計算できる。このE-modeの検証のため、E-modeを用いて低エネルギー中性子入射反応により生成する放射化断面積を計算し、実験データ及びFENDLやJENDLといった評価済み放射化断面積ライブラリとの比較検証を行い、実験データやライブラリデータとの再現性を確認した。熱中性子入射反応により生成する荷電粒子のエネルギー付与分布を計算できることは、中性子補足療法(BNCT)や半導体のソフトエラー解析への新しいアプローチとなる。

The "Event Generator Mode (E-mode)" has been introduced into the PHITS code in the treatment of transport phenomena of low energy neutrons below 20 MeV. In the E-mode, the evaluated nuclear data for neutron-induced reactions and a special evaporation model are combined so as to trace all correlations of ejectiles and residuals in a collision under the energy and the momentum conservation. For the validation of the E-mode below 20 MeV, we have calculated neutron-induced activation cross sections by the E-mode, and compared them with the experimental data and the evaluated nuclear data library of activation cross sections. All calculated results agreed well with the experimental data and the evaluated data of activation cross sections below 20 MeV. As an application of the E-mode, we indicate a new approach to the deposit energy distribution of the thermal neutron transport for the boron-neutron capture therapy.