10-400MeV/uにおけるPb(C,x)フラグメンテーション反応のJQMD+GEMを用いた再現の問題点

Problem in reproduction of Pb(C,x) fragmentation reactions in 10-400 MeV/u energy range by JQMD+GEM model

小川 達彦   ; Morev, M.*; 小佐古 敏荘*; 佐藤 達彦   ; 橋本 慎太郎  ; 仁井田 浩二*

Ogawa, Tatsuhiko; Morev, M.*; Kosako, Toshiso*; Sato, Tatsuhiko; Hashimoto, Shintaro; Niita, Koji*

核反応モデルJQMD及びGEMを含むPHITSコードを用いて、鉛ターゲットに炭素線を照射させた場合の生成核を計算することで、Pb(C,x)フラグメンテーション反応断面積の励起関数を10-400MeV/uの範囲で求め、測定した結果と比較した。計算結果は、核分裂収量ピーク領域(質量数60-110)の前後の質量数のフラグメントを10分の1程度に過小評価した。計算では核反応の動的過程と、その後の核分裂を含む統計崩壊過程で質量数が20-120の間のフラグメントが生成するが、質量数20-60及び110-130の領域では核分裂収量ピーク領域と比べて、顕著にフラグメント生成が少なく、この質量数領域は実験値に対して計算値が過小評価された領域と一致した。また、過小評価の傾向はエネルギーが低い反応ほど顕著であった。本研究により、中高エネルギーの重イオンの入射で発生する重い核のフラグメンテーションでは、核分裂収量ピーク前後の領域のフラグメント生成をより正確に再現するため、現在反映されていない反応機構(マルチフラグメンテーション等)を考慮する必要性があることを明らかにした。

Excitation functions of Pb(C,x) fragmentation reactions are measured in 10-400 MeV/u energy range and compared with simulation by PHITS (JQMD+GEM). Fragments within mass range 20-60 and those within 110-130 are underestimated by a factor of 10. This suggests reaction model not considered in conventional Monte-Carlo radiation transport simulation codes (e.g. percolation model) are necessary to reproduce production of fragments lighter or heavier than fission fragments.