铅中的钋产生：Geant4、FLUKA 与 MCNPX 间的基准比较
摘要
在上届 SATIF 会议上，展示了钋同位素 Po-208、Po-209 和 Po-210 的测量活度与使用 MCNPX2.7.0 的模拟结果之间的比较。铅样品取自保罗·谢勒研究所（PSI）的 SINQ 散裂靶，并于 2000/2001 年被 575 MeV 质子辐照。Po 同位素由 PSI 的 D. Schumann 小组通过放射化学方法分离并测量。在 MCNPX 中选择默认模型 Bertini-Dresner 时，预测值低估了测量活度数个数量级。因此，将 Liège 核内级联模型（INCL4.6）与退激发模型 ABLA07 耦合植入 MCNPX2.7.0，发现与测量非常吻合。分歧的原因被追溯为：抑制了导致 Po 的铅同位素上的 alpha 反应，并忽略了 Pb-208 上的氚核俘获——后者导致 Pb-210 并以远长于 Po-210 自身衰变（138 天）的寿命（22.3 年）衰变为 Po-210。Po 同位素活度的预测被证明是模型和代码的灵敏检验，因为它不仅需要准确处理涉及中子、质子和介子的反应道，还需要处理 alpha 和氚核的反应道，而这些都是第一代核内级联模型所未考虑的。因此，决定通过将使用 INCL4.6/ABLA07 的 MCNPX2.7.0 所得结果与 FLUKA 和 Geant4 的预测进行比较来进行基准测试。由于 SINQ 散裂源模型需要精细的几何结构，故建立了一个玩具模型。该玩具模型具有保留原始几何主要特征的简化几何。文中给出了三种粒子输运蒙特卡洛代码得到的三种 Po 同位素和 Pb-210 的活度，以及 alpha 和氚核的能谱。
引用
@article{arxiv.1806.03732,
title = {Po-production in lead: A benchmark between Geant4, FLUKA and MCNPX},
author = {Alfredo Ferrari and Daniela Kiselev and Tatsumi Koi and Michael Wohlmuther and Jean-Christophe Davide},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.03732},
year = {2018}
}
备注
15 pages, 11 figures, Presented paper at the 13th Meeting of the task-force on Shielding aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-13), HZDR, October 10-12, 2016, Dresden, Germany