Measurements of secondary particles produced from thick targets bombarded by high energy heavy ions using Delta E-E counter

Abstract

The energy angle distribution of secondary neutrons from thick targets produced by bombardment of high-energy heavy ions has been studied. The measurements of the angular and energy distributions of neutrons and charged particles produced from thick carbon, aluminum, copper and lead targets, which were bombarded by 100, 180 mV/u helium, 100, 180, 400 mV/u carbon and 100, 180, 400 mV/u neon ions, respectively, have been carried out by the Time Of Flight (TOF) method. The measured spectra have been compared with those calculated based on an intranuclear cascade and evaporation model. Three sets of E and Delta E counters have been used for simultaneous angular distribution measurements at three different angles. The thickness of each target was determined so as to stop the incident particles completely. It was found that the neutron spectra in the forward direction have a broad peak at about 60 to 70 percent of the incident particle energy per nucleon due to the break up process and spread up to almost the twice of the projectile energy per nucleon. The measured neutron spectra have been revealed to be well represented by the phenomenological hybrid analysis based on a moving source model and the Gaussian fitting of the break up process.

高エネルギー重イオンの衝撃により肉厚ターゲットから発生する2次中性子のエネルギー-角度分布を研究した。肉厚な炭素、アルミニウム、銅および鉛のターゲットに、それぞれ100、180Mev/uのヘリウムイオン、100、180、400MeV/uの炭素イオン、および100、180、400MeV/uのネオンイオンを使って衝撃を与え、発生した中性子と荷電粒子の角度分布とエネルギー分布を飛行時間(TOF)法を用いて測定した。また、スペクトル測定値を核内カスケードおよび蒸発模型に基づいて計算したスペクトル値と比較した。3組のEおよびΔE計数管を用いて3つの異なる角度の角度分布を同時に測定した。各ターゲットの厚さは入射粒子を完全に阻止するような肉厚とした。前方方向における中性子スペクトルは、ブレークアップ過程により核子当たりの入射粒子エネルギーの約60?70%の幅広なピークを持つこと、核子当たりの飛翔体エネルギーのほぼ2倍にまでスプレッドすることが分かった。測定した中性子スペクトルは、移動音源モデルおよびブレークアップ過程のガウスフィッティングあてはめに基づく現象論的ハイブリッド解析により十分に表現可能であることが判明した。