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核子あたり13MeVの$$^{20}$$Ne入射によるベリリウム及び鉄の中性子及び荷電粒子生成断面積測定

Measurements of neutron and charged particle production cross sections of Be and Fe bombarded with 13 MeV/nucleon $$^{20}$$Ne beam

岩元 洋介; 松田 規宏; 坂本 幸夫*; 萩原 雅之*; 佐波 俊哉*; 執行 信寛*; 西澤 知也*

Iwamoto, Yosuke; Matsuda, Norihiro; Sakamoto, Yukio*; Hagiwara, Masayuki*; Sanami, Toshiya*; Shigyo, Nobuhiro*; Nishizawa, Tomoya*

低エネルギー(核子あたり15MeV以下)重イオンビームを用いた加速器施設において、ターゲットや加速器構造材から生成する中性子及び荷電粒子の二重微分断面積(DDX)に関する測定例はなかった。そこで、本研究では、ベリリウム及び鉄と核子あたり13MeVの$$^{20}$$Neビームとの反応により生成する中性子及び荷電粒子(陽子,重陽子,トリチウム,ベリリウム等)のDDX測定をTIARAの第1重イオン室で行い、計算コードPHITSによる計算値との比較を行った。15$$mu$$m厚さのベリリウムと1$$mu$$m厚さの鉄ターゲット、及び荷電粒子測定のための異なる2つの厚さを持つSSD検出器($$Delta$$E-Eカウンタ)を真空チェンバー内に設置した。中性子検出器として直径,厚さが約5.1cmのNE213液体有機シンチレータを使用し、ターゲット中心から2mの位置に設置した。中性子に関して、PHITSの計算は実験値を約3倍過大評価することがわかった。一方、トリチウム生成に関しては、$$^{20}$$Ne入射方向に対して30$$^{circ}$$及び60$$^{circ}$$において実験値をよく再現した。今後、多くの荷電粒子生成断面積を解析により取得し、低エネルギー核反応モデルの記述を包括的に検証する。

We describe the measurements of neutron and charged particle production double differential cross sections (DDXs) from 15-$$mu$$m-thick $$^{9}$$Be and 1-$$mu$$m-thick $$^{rm nat}$$Fe targets bombarded with 13 MeV/nucleon $$^{20}$$Ne and comparisons between the experimental data and calculation results. The target was installed in a vacuum chamber. For the neutron measurement, the NE213 organic liquid scintillators were placed at a distance of 2.0 m from the target. For charged particle measurements, the telescope detectors composed of three Si strip detectors (SSDs) with different thickness were placed in a vacuum chamber. For neutrons, the calculated results generally overestimated the measured data due to the emission of many neutrons following the decay of excited fragments with high energies. For tritons, calculated results at 30$$^{circ}$$ give good agreement with the experimental data, while that at 90$$^{circ}$$ gives large underestimation.

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