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微視的核構造計算から得られる準位密度を用いた断面積計算

Calculations of cross sections using the nuclear level density obtained from the microscopic nuclear structure calculation

古立 直也; 湊 太志; 岩本 修

Furutachi, Naoya; Minato, Futoshi; Iwamoto, Osamu

統計模型を用いた核反応の計算では、原子核の準位密度の情報が必要不可欠となる。核データ評価では通常Fermi gas模型といった現象論的な模型が準位密度計算に用いられるが、その信頼性は実験値を用いたパラメータ調節に依存している。そのため、核分裂生成物など実験情報の乏しい不安定核の核データ評価に用いる妥当性は明らかではく、パラメータ調節に依存しない微視的な計算手法の発展が望まれる。準位密度の微視的な計算手法として、Hartree-Fock(HF)理論により得られる一粒子準位を用いたcombinatorial法計算があり、主にs波中性子共鳴間隔$$D_0$$の実験再現性においてその妥当性が議論されている。一方で、断面積計算の実験値との比較については、特定の核種について(n,$$gamma$$)反応の比較などが行われているが、十分とは言えない。本研究ではcombinatorial法により準位密度を計算し、(n,$$gamma$$)反応、(n,2n)反応などの核反応計算に適用する。安定核についてs波中性子共鳴間隔$$D_0$$と同時にこれら核反応の断面積を系統的に実験値と比較し、微視的計算手法により得られる準位密度の妥当性を検討する。

Nuclear reaction calculations using the statistical model require information of the nuclear level density. While the phenomenological models such as Fermi Gas model are often used to calculate the nuclear level density in usual nuclear data evaluations, reliability of such level density depends on parameter adjustments using experimental values. Therefore, development of microscopic calculation methods that does not depend on parameter adjustments is desired. One of the microscopic methods to calculate the nuclear level density is the combinatorial method that uses single-particle levels obtained from Hartree-Fock theory, and its reliability has been discussed through the reproducibility of the s-wave neutron resonance spacing $$D_0$$. However, comparisons of cross sections with experiments are only preformed for (n,$$gamma$$) reaction of some nuclei, and is still insufficient. Therefore, in this work, we calculate the nuclear level density using the combinatorial method, and apply it to the nuclear reaction calculations such as (n,$$gamma$$) reaction and (n,2n) reaction calculations. The cross sections of these reactions adding to the s-wave neutron resonance spacing $$D_0$$ for stable nuclei are compared with the experiments systematically, and then the reliability of the nuclear level density is discussed.

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