高エネルギー重イオン輸送モンテカルロ計算コードの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13558059
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中村 尚司 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70026029)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 義沢 宣明 三菱総合研究所, 総合安全研究センター・原子力システム研究部, 主任研究員(研究職) ; 馬場 護 サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (20005466) ; 岩崎 智彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70184869) ; 船曳 淳 三菱総合研究所, 総合安全研究センター・原子力システム研究部, 研究員(研究職)
• Keywords: 重イオン / モンテカルロ / 核内カスケード / 蒸発モデル / エネルギー呼吸 / 中性子生成 / 物質透過

Research Abstract

本研究は、核内カスケード・蒸発モデルに前平衡放出を加えたモデルに基づくハロゲン輸送モンテカルロコードHETC-3STEPと、同じく核内カスケード・蒸発モデルに基づき重イオン核反応を計算するHICコード、物質中での重イオンのエネルギー吸収及び減衰を求めるSPARコードとShenの式を結合して、重イオン入射により重イオン核反応で2次的に生成される核破砕核種の物質内での挙動を計算する重イオン輸送モンテカルロコードを新たに開発するものである。
この新しいコードは本年度に完成し、そのデバッグ及び精度を検証するために、放射線医学総合研究所の重イオン加速器HIMACを用いて、核子当たり100MeVから800MeVの高エネルギー重イオンがカーボン、アルミニューム、銅、鉛などのターゲットに当って様々な角度に生成される中性子のエネルギースペクトルの実験値と比較した。計算値は実験値と良い一致を示し、最も悪いエネルギー領域でも2-3倍以内で一致していることがわかった。この成果は論文として公表した。
さらに良い一致を目指すために、HICコードよりも精度が良いといわれている量子動力学モデルに基づくQMDコードに置き換え、蒸発モデルもより新しくする改良を現在進めている。その後、中性子生成計算だけでなく、荷電粒子の生成計算や核破砕反応生成核種分布の計算を行いHIMACでの実験値と比較検討する予定である。
重イオン輸送モンテカルロコードは世界中に全く存在せず、本コードが世界初のコードである。

Research Products

• [Publications] H.Iwase, T.Kurosawa, T.Nakamura, N.Yoshizawa, J.Funabiki: "Development of Heavy Ion Transport Monte Carlo Code"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B 183. 374-382 (2001)