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,4-2; 銀及びタンタルの核種生成断面積

Measurement of nuclide production cross sections with 0.4 GeV - 3.0 GeV proton beams at J-PARC, 4-2; Cross sections of Ag and Ta

松田 洋樹  ; 竹下 隼人*; 明午 伸一郎   ; 岩元 大樹   

Matsuda, Hiroki; Takeshita, Hayato*; Meigo, Shinichiro; Iwamoto, Hiroki

加速器駆動核変換システム(ADS)における核設計の高度化には高精度な核種生成断面積が必要となるため、当セクションではJ-PARCセンターの加速器施設において0.43.0GeV陽子入射に対する断面積測定を行っている。本研究では、中重核の標的核種となる銀及びタンタルに陽子を照射し核種生成断面積を取得した。測定結果に基づき、ADSの核計算に用いられる核内カスケードモデルと比較検討した。標的核種に近い質量を持つ核種となるAg、20個程度の核子を放出して生成されるKr、及び蒸発核種であるBeの生成断面積に対し、INCL-4.6/GEM, Bertini/GEM、及びINCL-6.0/ABLA07による計算は約50%の精度で予測きることが示された。しかし、Na, Na、及び標的核種に近い質量となるRhの生成断面積では、大幅な過大・過小評価傾向が示された。統計マルチフラグメンテーションモデルを計算モデルに加えて計算したが、増加はするものの実験値を再現するには至らなかった。これら反応を再現するためには、核内フラグメンテーションを考慮することが必要であり、今後の改良が必要なことが示された。

For the improvement of nuclear design for Accelerator-Driven System (ADS), a production cross-section with higher accuracy is required. For data acquisition around 1 GeV energy range at J-PARC, protons in the energy region from 0.4 to 3.0 GeV were irradiated on Ag and Ta. Experiment and analysis methods were employed that were presented in the AESJ2018 autumn meeting. They were compared with the calculated data by PHITS code, and the one by the latest intranuclear cascade model INCL++ and a statistical decay model ABLA07. It was found that calculations for the Ag, Kr, and Be production cross-sections with INCL-4.6/GEM, Bertini/GEM, and INCL-6.0/ABLA07 could predict the experimental data within a factor 0.5 to 2. On the other hand, in the case of Na, Na, and Rh cross sections, all calculations showed huge overestimation or underestimation. In order to increase lighter nuclides such as Be and Na, we adopted a statistical multifragmentation model in the calculation. Although the calulcation was slightly improved still it has a large discrepancy in the experiment. Thus, a modification of the intra-nuclear cascade model was required, which is to be performed.