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Ratliff, H.; McGirl, N. A.*; Beach, M. R.*; Castellanos, L. A.*; Clowdsley, M. S.*; Heilbronn, L. H.*; LaTessa, C.*; Norbury, J. W.*; Rusek, A.*; Sivertz, M.*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 542, p.87 - 94, 2023/09
被引用回数：1 パーセンタイル：72.91(Instruments & Instrumentation)Experiments at the NASA Space Radiation Laboratory were performed to develop a benchmark dataset relevant to space radiation shielding scenarios by bombarding aluminum and polyethylene targets with galactic cosmic ray-like ion beams. Unique to this experiment, a dual-target configuration was used to emulate an enclosed environment in space in which the radiation environment must be characterized. Neutrons produced by interactions in both thick targets were detected and characterized; this paper discusses the neutrons produced in the most upstream of the two thick targets, detailing the role of source ion and target configuration on neutron yield.
Tsai, P.-E.; Heilbronn, L. H.*; Lai, B.-L.*; 岩田 義之*; 村上 武*; Sheu, R.-J.*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 449, p.62 - 70, 2019/06
被引用回数：3 パーセンタイル：32.64(Instruments & Instrumentation)100および230MeV/核子のヘリウムイオンが厚い鉄, PMMA,水ターゲットで止まった際に放出される二次中性子について波形弁別法と飛行時間法を用いて液体シンチレータで測定した。測定値を分析したところ、二次中性子は入射粒子の破砕、入射粒子と標的原子核の重複部からの放出、標的核の蒸発の成分に分類できることが分かった。測定された中性子収量の二重微分,角度微分,生成総量については、PHITS, FLUKA, MCNPの各計算コードのベンチマークに使用した。デフォルトのモデルを使用したこれらのコードの計算値は、低中エネルギーで中大角度に放出された場合の、実験値とよく一致した。一方、PHITSの核反応モデルは一部の核反応メカニズムで改善が必要なことも見いだされ、本実験結果はモデル改良にとって重要な参考データとなる。
Tsai, P.-E.; Lai, B.-L.*; Heilbronn, L. H.*; Sheu, R.-J.*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 416, p.16 - 29, 2018/02
被引用回数：3 パーセンタイル：30.05(Instruments & Instrumentation)薄膜ターゲットを用いた15種類の照射条件について、中性子生成断面積のベンチマークを実施した。条件は、核子当たり135
600MeVの
C, 
Ne, 
Ar, 
Kr, 
Xeイオン照射、
Li, C, Al, Cu, Pbターゲットを組み合わせたものである。実験値を4つのシミュレーション法(1)PHITS 2.73 (JQMDとGEMモデル)、(2)PHITS 2.82 (JQMD 2.0とGEMモデル)、(3)FLUKA 2011.2c (RQMD 2.4とFLUKA脱励起モデル)、及び(4)MCNP6-1.0 (LAQGSM 03.03とGEM2モデル)による結果と比較した。本研究は計算コードユーザーだけでなく、PHITS-JQMDモデル開発者にとっても有益な情報をもたらすものであり、加速器施設安全や重粒子線治療、宇宙放射線科学の発展に資する将来の重イオン核反応物理モデルの改良へも寄与するものである。
Mancusi, D.*; Sihver, L.*; Gustafsson, K.*; La Tessa, C.*; Guetersloh, S.*; Zeitlin, C.*; Miller, J.*; Heilbronn, L.*; 仁井田 浩二*; 佐藤 達彦; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 254(1), p.30 - 38, 2007/01
被引用回数：17 パーセンタイル：73.75(Instruments & Instrumentation)宇宙飛行士に対する被ばく線量を精度よく評価するためには、中間質量領域における電荷核変換反応断面積を精度よく予測可能な粒子輸送計算コードを開発する必要がある。そこで、粒子輸送計算コードPHITSを用いてその電荷核変換反応断面積を計算し、測定値と比較した。その結果、現在用いている核反応モデルでは、実験値を再現できない問題点が明らかとなった。この結果は、さらなるモデルの改良や、実験データのより系統的な整備が必要であることを示唆している。
Tsai, P.-E.; Heilbronn, L.*; Lai, B. L.*; 岩田 義之*; 村上 武*; 小川 達彦; Sheu, R.-J.*
no journal, ,
量子科学技術研究開発機構のHIMAC施設において、放出角度が0-121
の範囲で、100, 230MeV/核子のヘリウムイオン照射による、水・PMMA・鉄それぞれの厚いターゲットからの中性子生成を飛行時間法により測定した。実験データは、PHITS, FLUKA及びMCNP6コードにより、それぞれINCL-4.6, RQMD, ISABELモデルを用いて行った計算結果と比較した。特に、中低エネルギーで30以上の放出角度における実測値に対しては、中性子生成の計算モデルはよい一致を示した。一方で、実験データと計算結果、計算モデル間の結果の間には差異が確認されたケースもあった。このベンチマーク結果は、PHITSの特定の数値を超えるエネルギー領域における計算モデルの改良等に利用することができる。
Tsai, P.-E.; Lai, B. L.*; Heilbronn, L.*; Sheu, R.-J.*; 小川 達彦
no journal, ,
薄膜ターゲットを用いた15種類の照射条件について、中性子生成断面積のベンチマークを実施した。条件は、核子当たり135600MeVのC, Ne, Ar, Kr, Xeイオン照射、Li, C, Al, Cu, Pbターゲットを組み合わせたものである。実験値を4つのシミュレーション法(1)HITS 2.73 (JQMDとGEMモデル), (2)PHITS 2.82 (JQMD 2.0とGEMモデル), (3)FLUKA 2011.2c (RQMD 2.4とFLUKA脱励起モデル)、及び(4)MCNP6-1.0 (LAQGSM 03.03とGEM2モデル)による結果と比較した。本研究は計算コードユーザーだけでなく、PHITS-JQMDモデル開発者にとっても有益な情報をもたらすものであり、加速器施設安全や重粒子線治療、宇宙放射線科学の発展に資する将来の重イオン核反応物理モデルの改良へも寄与するものである。
Ratliff, H.; McGirl, N.*; Castellanos, L.*; Wang, H.-C.*; Srikrishna, A.*; Heilbronn, L.*
no journal, ,
Benchmark experiments conducted at the NASA Space Radiation Laboratory emulating cosmic ray interactions with spacecraft shielding materials measured the double-differential yields of neutrons and light ions produced from 15 different beams interacting with 8 different thick-target configurations over 500 hours of beam time. A large volume of simulations of the experiments were conducted using the PHITS and MCNP6 general purpose Monte Carlo particle transport codes; this work focuses on assessing the performance of the codes in their prediction of the measured neutron spectra. While the neutron spectra predicted by the codes were in general agreement with the experimental results, clear systematic deviations between the experimental and simulated results also emerged. In particular, the codes often overpredicted the high-energy peak at low angles associated with projectile fragmentation and significantly overpredicted the highest-energy portions of the yield spectra at higher detector angles (60 degrees and higher, relative to the beamline). This presentation seeks to explore the performance of PHITS and MCNP6 in these scenarios and specifically bring attention to where the codes underperform, highlighting where improvements to the physics models within the codes may need further development and/or tuning.
