Theoretical analysis of deuteron-induced reactions and development of deuteron nuclear database

重陽子入射反応の理論解析と重陽子核反応データベースの開発

中山 梓介  

Nakayama, Shinsuke

重陽子は陽子と中性子からなる弱束縛系であるため、標的原子核との相互作用を通じて容易に分解し中性子を放出する。この性質を利用して、重陽子加速器を用いた大強度中性子源が理工学や医療分野において提案されている。こうした施設の設計研究には重陽子入射反応に関する高精度かつ広範な核データが必要となる。こうした背景の下、重陽子核データ評価に向け、重陽子の分解過程を考慮した重陽子入射反応用の計算コードDEURACSを開発してきた。DEURACSはこれまでに中性子および質量数4までの軽イオン、ならびに残留核の生成の解析に適用され、成功を収めている。本講演ではこれらの解析結果を示すとともに、重陽子入射反応の精度良い予測のためには分解過程を考慮することがいかに重要であるかを議論する。また、最近、DEURACSを使用してLi, Be, Cに対する入射エネルギー200MeVまでの重陽子核反応データベースJENDL/DEU-2020を開発した。JENDL/DEU-2020の概要を述べるとともに、モンテカルロ計算コードによるシミュレーションを通じて行ったJENDL/DEU-2020の検証結果についても示す。

Since deuteron is a weakly bound system consisting of a proton and a neutron, it easily breaks up and emits a neutron through interaction with a target nucleus. Utilizing this property, intensive neutron sources using deuteron accelerators have been proposed for not only science and engineering fields but also medical applications. For design studies of such facilities, accurate and comprehensive nuclear data of deuteron-induced reactions are indispensable. Toward evaluation of deuteron nuclear data, we have developed a code system dedicated for deuteron-induced reactions, called DEURACS. In DEURACS, breakup processes of incident deuteron are taken into account. DEURACS was so far successfully applied to analyses of production of nucleons, composite particles up to = 4, and residual nuclei. In this talk, we will present the results of these analyses and discuss how important it is to consider the breakup processes for accurate prediction of deuteron-induced reactions. Moreover, we have recently developed JENDL/DEU-2020, a deuteron nuclear database for Li, Be, and C up to 200 MeV. DEURACS was employed for evaluation of JENDL/DEU-2020. Validation of JENDL/DEU-2020 was carried out by the simulation with the Monte Carlo transport codes. These validation results will also be presented.