高エネルギー重イオンによって生成する放射能のベンチマーク測定

Benchmark experiment of activation induced by high-energy heavy ions

小川 達彦   ; 佐藤 達彦   ; 津田 修一  ; Morev, M.*; 小佐古 敏荘*; 村上 健*

Ogawa, Tatsuhiko; Sato, Tatsuhiko; Tsuda, Shuichi; Morev, M.*; Kosako, Toshiso*; Murakami, Takeshi*

放射線医学総合研究所の重イオン加速器HIMACを用いて、原子核-原子核衝突反応によるフラグメンテーション反応断面積の測定を行った。飛程程度の厚いターゲットに400MeV/uの炭素イオンを照射し、ターゲットの背面から出射するフラグメントのエネルギーや電荷,質量を測定することで、断面積のエネルギー依存性を測定できる手法を開発した。フラグメントの電荷及び質量は、E-E測定とTOF-E測定によりそれぞれ識別し、さらに得られたフラグメントの運動エネルギーから反応時のエネルギーを推定し、フラグメント生成反応断面積を50-400MeV/uの間でエネルギーの関数として得た。E-E分布は電荷の異なるフラグメントごとに明確に分かれ、TOF-E分布は不鮮明な境界がありながらも、おおむね質量の異なるフラグメントごとに分かれた。この測定結果を分析することにより、従来測定できなかったフラグメンテーション反応断面積のエネルギー依存性を得ることに成功した。得られた断面積は先行研究と30%程度の範囲で一致していることから測定法は妥当であると判断された。本研究により得られた断面積はPHITSなどの計算コード検証に有益なデータとなる。

Energy dependent fragmentation cross-sections of C(C,x)X reactions were measured in an energy range from 50 MeV/u to 400 MeV/u by bombarding a thick graphite target with 400 MeV/u C ion beam. The fragments escaping from the target rear-surface was detected by a newly developed telescope which consists of three scintillators. Fragment charge and mass were identified by E-E analysis and TOF-E analysis, respectively. The agreement between the obtained cross-sections and literature data within a factor of 2 at 400 MeV/u indicates the validity of our method and the measured excitation functions.