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Evaluation of neutron nuclear data on xenon isotopes

キセノン同位体の中性子核データ評価

Rashid, M. M.*; 執行 信寛*; 石橋 健二*; 岩本 信之; 岩本 修

Rashid, M. M.*; Shigyo, Nobuhiro*; Ishibashi, Kenji*; Iwamoto, Nobuyuki; Iwamoto, Osamu

キセノンの天然同位体に対する中性子断面積を核反応計算コードCCONEを用いて計算し、実験データと比較することにより断面積を評価した。この断面積計算では1keVから20MeVの入射エネルギー範囲とした。全断面積の計算のために、チャンネル結合光学モデルを使用し、結合レベル及び変形度はRIPL-3から取得した。反応断面積や$$gamma$$線及び粒子放出スペクトル計算には統計モデル成分に、前平衡や直接過程による成分も考慮してある。今回の評価は全断面積や捕獲断面積, ($$n,2n$$), ($$n,p$$)や($$n,alpha$$)反応断面積に対する実験データをよく再現している。JENDL-3.2に基づいた弥生炉の解析において$$^{125,127}$$Xeの生成放射能を過大評価していることが問題となっていたが、今回の$$^{124,126}$$Xeに対する捕獲断面積は弥生炉の中性子スペクトルの寄与が大きいkeV領域でJENDL-3.2より小さくなっており、この問題を改善する可能性がある。また、$$^{136}$$Xe($$n,2n$$)反応はKamLAND-ZenやEXOのような$$^{136}$$Xeに対する二重ベータ崩壊実験を実施する上で中性子起因の$$gamma$$線バックグラウンドを生成する原因となると考えられている。今回の評価データは最新の実験データをよく再現しており、バックグラウンド評価の高精度化に資するデータとなることが期待される。

The neutron cross sections for stable Xe isotopes were calculated by nuclear reaction model code, CCONE and then compared with experimental information. The evaluation was made in the energy region from 1 keV to 20 MeV. The coupled-channels optical model was used to calculate the total cross section. The contributions of preequilibrium and direct processes in the statistical model calculations were considered to obtain reaction cross sections, $$gamma$$-ray and particle emission spectra. The present evaluation can reasonably explain the experimental data of total, capture, ($$n,2n$$), ($$n,p$$) and ($$n,alpha$$) reactions. The obtained capture cross sections for $$^{124,126}$$Xe are smaller than the data of JENDL-3.2 in the energy region where the neutron spectrum of YAYOI has a large contribution. Hence, these results could improve the overestimation of C/E values found by the YAYOI experiment. The evaluated total ($$n,2n$$) reaction cross section of $$^{136}$$Xe is in good agreement with experimental data. Therefore, the present data of $$^{136}$$Xe could provide relevant ones for KamLAND-Zen and EXO experiments.

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