高能核子所引起的反应在宇宙射线相关的领域有着广泛的应用。当宇宙射线在银河系中穿梭时,会和星际间的物体(行星、陨石等)发生反应,生成宇宙成因核素。而质子和中子引起的反应的截面是解释相关实验数据的关键。对于质子截面而言,加速器实验已经测得了大量的实验数据,但仍有部分缺失。而对于中子截面而言,由于中子本身不带电且具有放射性,很难获得单一能量的高能中子,导致中子实验截面数据缺失非常严重,尤其在高能部分。所以说,我们迫切地需要一个可靠的物理模型,从理论的角度去获得质子和中子截面的相关数据。Serber在1947年就提出用两阶段模型来描述散裂反应。在最近几年,这一模型得到了很好的发展。其中Liege核内级联模型(LiegeIntra Nuclear Cascade model,即INCL模型)被认为是模拟散裂反应最精确的工具之一。因此,本文的一个主要目的就是要利用最近汇编的质子截面数据库,来检验INCL模型在计算和宇宙成因核素生成相关的截面上的准确性。在本文第二章,我们选择了3He,10Be和26Al这三个宇宙成因核素作为我们的研究目标。3He的模型计算结果显示出截面随着能量增加上升的趋势,这和实验数据是一致的。与此同时,对于10Be和26Al而言,其生成截面的理论计算结果和实验数据之间的差异也基本在3倍以内,意味着INCL模型在计算质子截面时表现较好。基于理论和实验数据之间的一致性,我们预言了n+27Al,n+28Si和n+40Ca生成26Al以及n+160和n+28Si生成10Be的核反应截面,其结果和后验的(a posteriori)中子截面数据也取得了很好的一致性。在检验INCL模型在计算质子和中子截面上的准确性之后,我们就能够进一步来计算宇宙成因核素的产生率。在本文第三章,我们提出并修正了一个基于开源软件Geant4的物理模型,用于计算月球表面宇宙成因核素的产生率。通过模拟宇宙射线粒子和月球表面材料之间的物理过程,我们得到了月球表面下不同深度处的质子和中子流量。结合实验质子截面、后验的(aposteriori)中子截面以及部分由INCL模型计算得到的中子截面,我们计算了长寿命核素(10Be,14C,26Al,36Cl和53Mn)的产生率深度曲线。将这些核素的实验数据和理论结果相比较,我们发现对于这些选择的核素而言,在引入一个单一的归一化因子之后,理论计算的产生率和实验数据符合得非常好。这意味着基于Geant4的物理模型可以重复出宇宙成因核素的产生率深度曲线。此外,我们还预言了三个稳定的宇宙成因核素(21Ne,22Ne和38Ar)的产生率。根据产生率深度曲线,我们也能发现随着深度的增加,中子产生率逐渐占据主导地位,这再一次提醒我们中子截面的重要性。