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共鳴パラメータの統計的性質を用いた共鳴領域断面積計算

Calculation of cross section in resonance region using the statistical properties of the resonance parameters

古立 直也; 湊 太志; 岩本 修

Furutachi, Naoya; Minato, Futoshi; Iwamoto, Osamu

非常に軽い原子核や中性子過剰領域を除いて、原子核の中性子閾値近傍では一般に励起状態の密度が非常に大きく、共鳴のエネルギーや幅を理論的に精度良く予言することは困難である。一方で、そのように励起状態の密度が大きくなると共鳴のエネルギー間隔や幅に統計的な性質が現れることが知られている。この共鳴の統計的性質を用いて共鳴パラメータをランダムに発生させ、共鳴領域の断面積を計算する手法が提案されている。このような手法は共鳴の実験データの存在しない核分裂生成物などの核データ評価において、理論的に共鳴の情報を反映させる手法となり得る。しかし、ランダム性のある断面積計算においてどのように代表値を決定するか、またランダム性に起因する断面積の不定性はどの程度であるかに関しての研究は十分ではない。そこで我々はランダムに発生させた共鳴パラメータを用いて共鳴領域断面積を計算し、異なるランダムシードから発生した複数の共鳴パラメータセットを用いた計算を行うことで断面積の確率分布を導出した。断面積の確率分布を用いることで確率的に妥当な断面積の振る舞いや確率的揺らぎによる断面積の不定性について議論する。

Except for extremely light nuclei and neutron rich nuclei, generally the density of nuclear excited states around neutron threshold energy is very high, and therefore it is very difficult to predict energy and width of resonance precisely. On the other hand, it has been known that the resonance parameters have statistical property with high density of excited states. There is a theoretical method to calculate cross section in resonance region by generating resonance parameters randomly utilizing the statistical properties of the resonance parameters. Such a method can reflect a theoretical information of resonance on a nuclear data evaluation for nuclei with no experimental data, such as fission products. However, studies for how to determine a representative value of the cross section randomly calculated, and what is an uncertainty from the randomness, are insufficient. Therefore, in this study, we calculated the cross section in the resonance region using randomly generated resonance parameters, and derived the probability distribution of the cross section by calculating cross section repetitively using resonance parameter sets generated from different random seeds. By using this density distribution, we discuss the behavior of the statistically reasonable cross section, and uncertainty from statistical fluctuation.

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