New approach for describing nuclear reactions based on intra-nuclear cascade coupled with DWBA

核内カスケード模型とDWBA計算を組合せた核反応の新しい記述法

橋本 慎太郎  ; 岩元 洋介   ; 佐藤 達彦   ; 仁井田 浩二*; Boudard, A.*; Cugnon, J.*; David, J.-C.*; Leray, S.*; Mancusi, D.*

Hashimoto, Shintaro; Iwamoto, Yosuke; Sato, Tatsuhiko; Niita, Koji*; Boudard, A.*; Cugnon, J.*; David, J.-C.*; Leray, S.*; Mancusi, D.*

近年、基礎研究や医療の分野において加速器中性子源の応用が盛んに行われている。そのような施設の設計の際には中性子の生成量を適切に評価できる計算コードが必要であり、粒子輸送計算コードPHITSはその用途に適したものの一つである。本研究では、生成される中性子の量をより正確に計算するために、核内カスケード模型INCLをもとにして、それにDWBA(歪曲波ボルン近似)計算による離散スペクトルの成分を加えた新しい手法を提案した。中性子生成量全体に対する離散スペクトルの寄与は少ないものの、入射エネルギーと同程度のエネルギーをもった中性子を放出するため正確な記述が求められる。本手法の有効性を検証するために、Li, Be, C等を標的とし入射エネルギーが10から100MeVの陽子・重陽子入射反応の解析を行った。その結果、従来の核反応模型では再現できなかった中性子スペクトルを、本研究で提案した手法で適切に評価できることを確認した。

There is a growing interest in the use of accelerator-based neutron sources for scientific and medical applications. For neutron source design, computer codes that can evaluate neutron yields are indispensable; PHITS (Particle and Heavy Ion Transport code System) is one of suitable candidates. In this study, we proposed a new nuclear reaction model based on INCL coupled with the DWBA calculation for an accurate calculation of neutron yields. The DWBA calculation describes discrete peaks in neutron spectra. Although these peaks are not the major part of neutron sources, the estimation of their contributions is necessary, since neutrons from the peaks have high energies close to those of the incident particle. We will present the calculation method of our approach and results for proton and deuteron induced reactions on Li, Be, and C targets at incident energies from 10 to 100 MeV.