2017 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental and theoretical study on high energy heavy ion fragment angular distribution
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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 | 重イオン入射反応 / 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 |
本研究において実施した実験で、290,400MeV/核子炭素イオンビームがターゲット核と反応して生成する破砕片の角度分布を測定した。重い破砕片が正面に集中する一方、軽い破砕片は大角度まで広がること、入射エネルギーが高いほどすべての破砕片が正面に集中する傾向が得られ、妥当な実験値が得られた。
この実験を受けて、核反応モデルJQMD(Jaeri Molecular Dynamics Model)の改良に取り組み、以下の点が改善できることを明らかにした。まず、原子核が掠めるように接触する周辺衝突反応の扱いが破砕片の前方の角度分布に影響を与えていることが分かった。従来モデル内で考慮されていなかった周辺衝突を取り入れたことで、正面方向の破砕片生成量をより正しく計算することができた。また、従来は反応終了時のエネルギー収支がずれていた場合はすべて計算をやり直していたが、エネルギーが少し不足した程度なら他の原子核の励起エネルギーから埋め合わせるなど、エネルギー収支の正負や大きさによって扱いを分けた。これにより、原子核が中心同士で衝突する反応は、従来エネルギーのずれが多く頻繁に却下されていたが、この改良により解決した。
また、本研究はJQMDを用いた原子核媒質の基礎的な物性を再現する研究にも発展した。無限に続く中性子と陽子の分布した系があるとき、中性子や陽子がどれくらいの頻度で互いに衝突するか、衝突の結果共鳴(Δ粒子)の生成がどれくらいの頻度で起こるかなどを計算し、世界中で開発されるJQMDのライバルコードと比較を行った。その結果JQMDは他のコードと遜色ない計算精度を発揮することを明らかにできた。
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[Journal Article] Comparison of heavy-ion transport simulations: Collision integral in a box2018
Author(s)
Yong-Jia Wang, Maria Colonna, Pawel Danielewicz, Akira Ono, Manyee Betty Tsang, Hermann Wolter, Jun Xu, Lie-Wen Chen, Dan Cozma, Zhao-Qing Feng, Subal Das Gupta, Natsumi Ikeno, Che-Ming Ko, Bao-An Li, Qing-Feng Li, Zhu-Xia Li, Swagata Mallik, Yasushi Nara, Tatsuhiko Ogawa, Akira Ohnishi, Dmytro Oliinychenko, et al
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Journal Title
PHYSICAL REVIEW C
Volume: 97
Pages: 034625
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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