Investigation of the structure of U(n,fission) prompt gamma energy spectrum by FIFRELIN

小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*

no journal, , 

ウラン235の熱核分裂は原子力エネルギーにとって最も重要な反応であり、核分裂から生じる中性子やガンマ線などの観測を通じて、核分裂片の角運動量や励起エネルギーなど分裂反応の途中を特徴づける物理量が測定されてきた。中でも8MeVを超えるような高エネルギーのガンマ線は、複合核が分裂した直後の分裂片しか放出できないため、核が分裂した瞬間をより直接的に調べるプローブとなることが近年指摘され、原子力機構の牧井らによって測定された。しかし、そのエネルギースペクトルを理論モデルCoH3(Coupled-Channels Hauser-Feshbach Code)で計算した研究では、4MeV付近のピークや、6-8MeVの肩などは再現できたものの、14MeVを超えるエネルギー領域で測定値を過小評価した。そこで本研究では、主著者がフランス原子力・代替エネルギー庁(CEA)で研究に使用してきた核分裂計算コードFIFRELINを使って、スペクトルの再現を試みた。その結果、4MeV付近のピークや6-8MeVの肩を再現したことに加え、20MeV付近までスペクトルの形状をより正確に再現することに成功した。さらに、このスペクトルの再現には分裂片の準位密度モデルが決定的な役割を果たしていることも判明した。このように、FIFRELINは核分裂から生じるガンマ線のスペクトルを再現する上で有効であるとともに、ガンマ線の放出を決定づける要素を調べる上で役に立つことが示された。