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論文

Thick target neutron yields from 100- and 230-MeV/nucleon helium ions bombarding water, PMMA, and iron

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

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。

論文

Benchmark of neutron production cross sections with Monte Carlo codes

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

 パーセンタイル:100(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$$sim$$600MeVの$$^{12}$$C, $$^{20}$$Ne, $$^{40}$$Ar, $$^{84}$$Kr, $$^{132}$$Xeイオン照射、$$^{nat}$$Li, $$^{nat}$$C, $$^{nat}$$Al, $$^{nat}$$Cu, $$^{nat}$$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。

論文

PHITS; Benchmark of partial charge-changing cross sections for intermediate-mass systems

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:15 パーセンタイル:22.69(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。

口頭

Thick target neutron yields of 100- and 230-MeV/nucleon helium ions

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$$^{circ}$$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$$^{circ}$$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。

口頭

Benchmark of neutron production cross sections with PHITS, FLUKA, and MCNP6

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135$$sim$$600MeVの$$^{12}$$C, $$^{20}$$Ne, $$^{40}$$Ar, $$^{84}$$Kr, $$^{132}$$Xeイオン照射、$$^{nat}$$Li, $$^{nat}$$C, $$^{nat}$$Al, $$^{nat}$$Cu, $$^{nat}$$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。

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