Neutron-production double-differential cross sections from heavy-ion interactions

重イオン相互作用からの中性子生成二重微分断面積の研究

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

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

重イオン相互作用からの中性子生成二重微分断面積に関する既存の実験データは、検出器の検出効率の評価に問題があり断面積を過大評価していることが知られていた。そこで、最新の検出効率計算コードを用いて既存のデータを再解析することにより、過大評価を改善した系統的な断面積データの評価を行った。また、放射線医学総合研究所の重イオン加速器を用いて、新たに中性子生成二重微分断面積を測定した。取得したデータは、既存のデータに比べ測定角度領域が後方角にまで及び検出下限エネルギーも10倍程度低い。両データは、同一核反応の同一角度において非常に良い一致を示した。さらに、各種シミュレーションコードの予測値と比較したところ、いずれのコードも前方角度領域の高エネルギー中性子生成を適切に再現できておらず、重イオン核反応模型の修正が必要であることが示唆された。

The data of neutron production from heavy-ion interactions are of great importance for the dose assessment in heavy-ion therapy. We have already evaluated the data of neutron production for thick targets, in which the incident heavy ions completely stop, by the measurements and the reevaluation of the existing data reported by Kurosawa et al. As a next step of the research, we plan to evaluate the neutron-production cross-section data for thin targets. These data are useful to understand the mechanism of heavy-ion interaction, and improve the reaction model in particle transport codes. The previously reported cross-section data by Iwata et al. were revised by using a new set of neutron-detection efficiency values calculated with SCINFUL-QMD code. While the original data gave the larger values than the predictions of particle transport codes above 200 MeV due to the underestimation of the efficiencies, it was improved by this revision. In addition, we have started the new cross-section measurements at HIMAC. All the data of neutron-production cross sections were compared with the predictions of particle transport codes.