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Improvement of photonuclear reaction model below 140 MeV in the PHITS code

PHITSコードにおける140MeV入射光子エネルギーまでの光核反応モデルの改良

野田 秀作; 橋本 慎太郎; 佐藤 達彦; 深堀 智生; 千葉 敏*; 仁井田 浩二*

Noda, Shusaku; Hashimoto, Shintaro; Sato, Tatsuhiko; Fukahori, Tokio; Chiba, Satoshi*; Niita, Koji*

PHITSコードにおいて、140MeVまでの入射光子エネルギーに対する光核反応モデルの改良を行った。全光核反応断面積として、従来は系統式から導出されたものが採用されていたが、本研究では評価値であるJENDL光核反応データファイルを採用した。また、アイソスピン選択則を考慮することによって、軽核に対して光子入射により引き起こされた巨大共鳴反応からの蒸発過程を改良し、放出陽子・中性子スペクトルの実験値をよく再現することが可能となった。この改良により、炭素,窒素,酸素などの人体構成元素として重要な核種に対する巨大共鳴反応からの脱励起過程において、アルファ線放出を過大評価していたために陽子・中性子の放出を過小評価していたことが確認された。さらに、JAERI Quantum Molecular Dynamics(JQMD)モデルへの準重陽子崩壊反応の組み込みを行い、140MeVまでのエネルギーを持つ光子による光核反応を取り扱うことができるようになった。これらの改良により、X線療法における中性子線量計算などの応用において、計算精度の向上が期待される。

The author improved the photonuclear reaction model in the PHITS code for incident photon energy below 140 MeV. There are three major improvements: (1) JENDL Photonuclear Data File (JENDL/PD-2004) is adopted to determine the total reaction cross section, (2) the evaporation model for the giant resonance of some light nuclei is modified considering the isospin selection rule, and (3) the quasideuteron disintegration process is implemented in the JAERI Quantum Molecular Dynamics model. The improved PHITS code can contribute to various practical applications such as neutron dose estimation in X-ray therapy.

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パーセンタイル:22.72

分野:Nuclear Science & Technology

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