GeV領域陽子入射反応によるMn, Coの核種生成断面積

Nuclide production cross sections of Mn and Co by GeV protons

竹下 隼人; 明午 伸一郎   ; 松田 洋樹  ; 岩元 大樹   ; 中野 敬太   ; 渡辺 幸信*; 前川 藤夫  

Takeshita, Hayato; Meigo, Shinichiro; Matsuda, Hiroki; Iwamoto, Hiroki; Nakano, Keita; Watanabe, Yukinobu*; Maekawa, Fujio

加速器駆動核変換システム(ADS)などの大強度陽子加速器施設の遮蔽設計において、高エネルギー陽子入射による核破砕生成物の核種生成量予測は基礎的かつ重要な役割を担っている。しかしながら、生成量予測シミュレーションで用いられる核反応モデルの予測精度は不十分であり、核反応モデルの改良が必要である。J-PARCセンターでは実験データの拡充と核反応モデル改良を目的に、様々な標的に対して核種生成断面積の測定を行っている。本研究では、中重核であるMn及びCo標的に対して1.3, 2.2および3.0GeV陽子ビームを照射し、放射化法により核種生成断面積データを取得した。取得したデータとモンテカルロ粒子輸送計算コードで用いられる核反応モデル(INCL-4.6/GEM, Bertini/GEM, JAM/GEM, INCL++/ABLA07)及び高エネルギー核データライブラリJENDL/HE-2007の評価値を比較することで、現状の予測精度を把握するとともに核反応モデルの改良点を考察した。

Prediction of nuclide production of spallation products by high-energy proton injection plays a fundamental and important role in shielding design of high-intensity proton accelerator facilities such as accelerator driven nuclear transmutation system (ADS). Since the prediction accuracy of the nuclear reaction models used in the production quantity prediction simulation is insufficient, it is necessary to improve the nuclear reaction models. We have measured nuclide production cross sections for various target materials with the aim of acquiring experimental data and improving nuclear reaction models. In this study, 1.3-, 2.2- and 3.0-GeV proton beams were irradiated to two medium-heavy targets, i.e., Mn and Co, and nuclide production cross-section data were acquired by the activation method. The measured data were compared with several nuclear reaction models used in Monte Carlo particle transport calculation codes (INCL-4.6/GEM, Bertini/GEM, JAM/GEM, INCL++/ABLA07) and the high energy nuclear data library JENDL/HE-2007 to grasp the current prediction accuracy and to study how the nuclear reaction model could be improved.