2020 年度研究成果報告書

180度方向中性子エネルギースペクトルの測定と核破砕反応モデルの改良

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14916
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	原子力学
研究機関	国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
研究代表者	岩元大樹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 J－PARCセンター, 研究副主幹 (50589744)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	核破砕反応 / 核破砕中性子 / 核反応モデル / 高エネルギー核分裂
研究成果の概要	大強度陽子加速器施設J-PARCにおいて、3 GeVに加速された陽子ビームを水銀標的に照射し、ビーム進行方向から180度方向に放出される中性子のエネルギースペクトルを測定した。実験で得られたエネルギースペクトルの測定値は、放射線挙動解析コードPHITSに組み込まれている最新の核反応モデルによる解析値とよく一致することを明らかにした。さらに、高エネルギー核分裂に関する核反モデルを新たに提案し、これをPHITSに組み込んだ。実験値との比較の結果、提案したモデルは実験値を従来モデルよりも精度良く再現できることを示した。
自由記述の分野	原子力
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究成果により、高エネルギー陽子ビームを核破砕標的に入射させたときに発生する中性子の情報を定量的に測定でき、核反応モデルによる解析結果の妥当性を示すことができた。この成果は、高エネルギー加速器を用いた核破砕中性子源の遮蔽設計の高度化及び加速器駆動核変換システムの研究開発に貢献するものである。さらに、新たに提案した核反応モデルは、高エネルギー核分裂反応で発生する放射性核種の収量予測の精度向上に貢献する。