J-PARCにおける0.4GeV-3.0GeV陽子を用いた核種生成断面積測定,2; 軽核種における核種生成断面積

Measurement of nuclide production cross sections with 0.4 GeV - 3.0 GeV proton beams at J-PARC, 2; Cross sections of light nuclides

松田 洋樹  ; 明午 伸一郎   ; 岩元 大樹   ; 前川 藤夫  

Matsuda, Hiroki; Meigo, Shinichiro; Iwamoto, Hiroki; Maekawa, Fujio

加速器駆動核変換システム(ADS)における核設計の高度化のためには高精度な核種生成断面積が必要である。我々は、J-PARCにおいて0.43.0GeV陽子を炭素及びベリリウムに照射し、核種生成断面積を取得した。本実験データを評価済み核データおよび核内カスケードモデルと比較検討した。その結果、反応において、JENDL/HE-2007は本実験及び他実験と9%以内で非常によい一致を示した。PHITSは全体的に本実験とよい一致を示し、蒸発モデルGEMをオリジナルを用いることにより、1GeV以上のエネルギー範囲で実験との整合性が改善することが示された。一方、最新のカスケードモデルと蒸発モデルによる計算(INCL++/ABLA07)は、中重核・重核に対し実験を良く再現するものの、軽核種に対し過大評価を示し傾向を示した。反応では、PHITSコードは実験の2050%となり大幅な過小評価傾向を示した。この反応を再現するためには、核内のフラグメンテーションを考慮することが必要であり、今後改良する予定とする。

For the improvement of nuclear design for Accelerator-Driven System (ADS), production cross section with higher accuracy is required. For data acquisition around 1 GeV energy range at J-PARC, protons having energy 0.4 to 3.0 GeV were irradiated on metal samples such as carbon and beryllium. Experiment and analysis methods were employed that were presented in the AESJ2018 autumn meeting. They were compared with the evaluated data (JENDL-HE/2007), the calculated one by PHITS code, and the one by the latest intranuclear cascade model INCL++ and a statistical decay model ABLA07. It was found that the cross section of and in this experiment has higher accuracy (approx. 7%) than other experiments due to precise beam control at J-PARC. JENDL/HE-2007 in which reaction is stored among light nuclides agreed with these results and other experiments within 9% uncertainty. PHITS calculation also showed a good agreement over the whole energy range. Especially PHITS in which the original GEM model was implemented, showed better agreement above 1 GeV range. Though the INCL++/ABLA07 calculations excellently agree with the experiments, the calculation overestimated over the whole range. In reaction, new experimental data were obtained around few GeV range. It was found that the calculation underestimated about 20 - 50% over the whole range.