第54回(2021年度)日本原子力学会賞論文賞; JENDL/DEU-2020: 加速器中性子源の設計研究のための重陽子核データライブラリ

Paper award of Atomic Energy Society of Japan in 2021; JENDL/DEU-2020: deuteron nuclear data library for design studies of accelerator-based neutron sources

中山 梓介  

Nakayama, Shinsuke

第54回(2021年度)日本原子力学会賞論文賞の受賞対象となった論文の内容を紹介した。重陽子加速器を用いた中性子源の利用が様々な分野で提案されているが、その設計研究に適用できるだけの精度良い重陽子核反応データベースは、世界的に見ても整備されていない。この現状を受け、中性子源において重陽子ビーム照射標的の候補となる軽核(Li, Be, C)に対する重陽子核反応データベースJENDL/DEU-2020を開発した。核反応データの評価には、これまでに開発してきた重陽子核反応用計算コードDEURACSにさらに改良を加えたものを使用した。また、データベースの精度検証のため、標的核種や入射重陽子エネルギーを変えた様々な条件において、粒子輸送計算コードを用いたシミュレーションを実施し、実験データとの比較を行った。その結果、JENDL/DEU-2020を用いることで、他の核反応データベースや輸送計算コードに内蔵された核反応モデルを用いた場合よりも、幅広い条件において実験データの予測精度が大幅に向上することが分かった。

The content of the paper that received the Paper Award of Atomic Energy Society of Japan in 2021 is outlined. Although the use of deuteron accelerator-based neutron sources has been proposed in various fields, deuteron nuclear database accurate enough to be applied to the design study of such neutron sources had not been developed. Under these situations, we had developed a deuteron nuclear database, JENDL/DEU-2020. It contains evaluated deuteron nuclear data for light nuclei (Li, Be, C), which are candidates for deuteron beam irradiation targets of the neutron sources. Evaluation of JENDL/DEU-2020 was performed by using the code system DEURACS with further modifications. In order to validate the accuracy of the database, simulations using the particle transport code were performed under various conditions with different target nuclides and incident deuteron energies, and the results were compared with the available experimental data. As a result, it was found that JENDL/DEU-2020 significantly improves the prediction accuracy of experimental data under a wider range of conditions than other nuclear reaction databases or the nuclear reaction models implemented in transport calculation codes.