宇宙線ミュオン誘起ソフトエラーの素過程解明とエラー率推定精度の向上

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本年度は、昨年度取得したシリコンにおける負ミュオン原子核捕獲反応の実験データを詳細に解析し、現存の理論モデル計算結果との比較を行った。昨年度までの解析では、陽子及び重陽子の約8 MeVから35 MeVまでのスペクトルを導出したが、本年度には更に三重陽子のスペクトルを導出した。先行研究では、シリコンにおける負ミュオン原子核捕獲反応から放出される陽子及び重陽子の15 MeVから50 MeVのエネルギースペクトルが測定されていた。本研究で15 MeV以下の陽子および重陽子のスペクトル、三重陽子のエネルギースペクトルは初めて取得された。また、本研究と先行研究で取得したスペクトル形状を比較し、本研究結果の妥当性を確認した。さらに、放射線や核反応のモンテカルロシミュレーションコードであるPHITS(Particle Heavy Ion Transport code System)の計算結果と実験データの比較を行った。PHITSでは負ミュオン原子核捕獲反応をカスケード過程と蒸発過程の2段階に分けて計算を行う。カスケード過程にはQMD(Quantum Molecular Dynamics)モデルまたはMQMD(modified-QMD)モデルを用い、蒸発過程にはGEM(Generalized Evaporation Model)を用いた。MQMDモデルは軽複合粒子の放出を精度よく模擬するため表面合体モデルをQMDに導入したモデルである。QMD及びMQMDを用いた両計算結果ともに実験値を比較すると、高エネルギー領域において陽子、重陽子および三重陽子のエネルギースペクトルを過小評価することがわかった。MQMDを用いた計算はQMDを用いた場合と比べ、重陽子および三重陽子の放出を増加させることがわかったが、実験値を過小評価することがわかった。