2016 Fiscal Year Research-status Report
高エネルギー重粒子破砕片の生成角度分布の測定及び理論的研究
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26790072
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
小川 達彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究員 (20632847)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 重イオン / 核破砕片 / 角度分布 / 生成断面積 / 核反応モデル / 計算コード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、これまでの実験結果や文献値を活用して、原子核-原子核衝突反応における破砕片の角度分布を再現するシミュレーションモデル(JQMD)の改良に注力した。その結果、核反応の最中に核子が結合するメカニズムを考慮することによって、従来再現できなかった大角度に出射する破砕片成分も正確に再現できることが示された。また、衝突パラメータの範囲を是正することで、最前方に出射する成分の再現精度も改善できた。
破砕片生成断面積は、0度付近(入射粒子から見て最前方)で最大となる一方、大角度(15度程度)の領域にも数mb～数10mb程度の断面積がある。しかし、現存する核反応モデルでは最前方から数度外れたところが最大となり、大角度には生成しない。そこで本研究では、核子が150fm/cの間運動して、そののち結合することで破砕片を形成するとしていた従来の仮定に加えて、150fm/cの時間発展の最中にも遅い相対速度で接近した核子同士は結合する、という仮定を加えた。その結果、従来過小評価されていた大角度に生成する破砕片も再現できるようになることが確認できた。
最前方に生成する破砕片は、原子核同士が辺縁を互いにかすめるようにして反応した場合に生成する。しかし従来は、核同士が接触していないのに崩壊する疑似衝突イベントを取り除くために、衝突パラメータ(衝突する核間の距離)には上限がついていた。近年のJQMDに関する研究で核の安定性を高めたことを活用して疑似衝突イベントを阻止し、衝突パラメータを十分大きい値まで取るように変更した。その結果、最前方の破砕片生成量が増加し、従来より実験値に近い値をとるようになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定では、3年目に実験結果をもとにした理論研究・理論モデル開発を予定しており、実際に理論モデルの開発を実施することができた。また、それらの成果を発表することも予定していたが、国際学会Transport2017にて公開することができた。そのため、当初の予定通り順調に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年が最終年度であるため、この研究の集大成として論文としての成果発表と、国際学会での成果発表、そして本研究で開発した核反応モデル(JQMD改良型)を汎用放射線輸送計算コードPHITSに組み込むことで、成果の普及・公開を重点的に行う予定である。
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| Causes of Carryover |
育児休業の取得に伴い、予定していた学会参加を見送ったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2017年度に代わりとなる学会で発表を計画しているほか、論文発表の校閲に充てる。
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Research Products
(4 results)
