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Thick target neutron yields of 100- and 230-MeV/nucleon helium ions

100, 230MeV/核子のヘリウムイオン照射による、厚いターゲットからの中性子生成

Tsai, P.-E.; Heilbronn, L.*; Lai, B. L.*; 岩田 義之*; 村上 武*; 小川 達彦; Sheu, R.-J.*

Tsai, P.-E.; Heilbronn, L.*; Lai, B. L.*; Iwata, Yoshiyuki*; Murakami, Takeshi*; Ogawa, Tatsuhiko; Sheu, R.-J.*

量子科学技術研究開発機構のHIMAC施設において、放出角度が0-121$$^{circ}$$の範囲で、100, 230MeV/核子のヘリウムイオン照射による、水・PMMA・鉄それぞれの厚いターゲットからの中性子生成を飛行時間法により測定した。実験データは、PHITS, FLUKA及びMCNP6コードにより、それぞれINCL-4.6, RQMD, ISABELモデルを用いて行った計算結果と比較した。特に、中低エネルギーで30$$^{circ}$$以上の放出角度における実測値に対しては、中性子生成の計算モデルはよい一致を示した。一方で、実験データと計算結果、計算モデル間の結果の間には差異が確認されたケースもあった。このベンチマーク結果は、PHITSの特定の数値を超えるエネルギー領域における計算モデルの改良等に利用することができる。

The thick target neutron yields from 100- and 230-MeV/nucleon helium ions bombarding water, PMMA, and iron targets were measured by using the time-of-flight technique at 0$$^{circ}$$ to 121$$^{circ}$$. The experimental data were compared with INCL-4.6, RQMD, and ISABEL model calculations respectively by the PHITS, FLUKA, and MCNP6 codes. The model calculations of the neutron yields generally agree with the measurements, especially in the intermediate and low energy regions at angles at and above 30 degrees. However, some disagreements exist not only between the data and the simulations but also between models. The benchmark results will be used for further improvement of the PHITS code in the future.

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