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Role of breakup processes in deuteron-induced spallation reactions at 100-200 MeV/nucleon

核子当たり100-200MeVの重陽子入射核破砕反応における分解過程の役割

中山 梓介; 古立 直也; 岩本 修; 渡辺 幸信*

Nakayama, Shinsuke; Furutachi, Naoya; Iwamoto, Osamu; Watanabe, Yukinobu*

近年、長寿命核分裂生成物(LLFP)の核変換処理に中高エネルギーにおける重陽子入射核破砕反応を利用することが提案されている。重陽子ビームを用いた核変換システムの設計研究のためには、LLFPに対する精度の良い重陽子入射反応断面積のデータが不可欠である。本研究では、核子当たり100-200MeVでの$$^{93}$$Zrおよび$$^{107}$$Pdに対する重陽子入射反応からの残留核生成断面積を、分解過程を明示的に考慮した計算コードDEURACSで計算した。その結果、計算値は実験データを定量的に良く再現した。また、成分に分けた解析から、非弾性分解後の核子吸収過程が残留核生成に大きな寄与を果たしていることがわかった。こうした結果は、重陽子入射反応における残留核生成の精度の良い予測のためには分解過程を考慮することが本質的に重要であることを強く示すものである。

Use of deuteron-induced spallation reactions at intermediate energies has recently been proposed for transmutation of several long-lived fission products (LLFPs). In the design study of a transmutation system using a deuteron primary beam, accurate cross section data of deuteron-induced reactions on the LLFPs are indispensable. In the present study, production cross sections of residual nuclei in the deuteron-induced reactions on $$^{93}$$Zr and $$^{107}$$Pd at $$100-200$$ MeV/nucleon are analyzed using DEURACS, in which the breakup processes are explicitly taken into account. The calculated values reproduced the experimental data quantitatively well. From a component-by-component analysis, it was found that the components of nucleon absorption make the significant contributions to residual nuclei production. This result strongly indicates that consideration of the breakup processes is essentially important to predict production of residual nuclei in deuteron-induced reactions.

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