Ett forskarlag från Institute of Modern Physics (IMP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), tillsammans med sina medarbetare från Sichuan University och Chinese Institute of Atomic Energy, har nyligen utvecklat en högeffektiv neutrondetektoruppsättning med låg bakgrund, vilket är viktigt för den exakta tvärsnittsmätningen av ¹³ C(α,n) ¹⁶ O-reaktion vid stjärnenergier i China JinPing underground Laboratory (CJPL).

Studien publicerades i Nuclear Science and Techniques .

Långsam neutronfångningsprocess (s-process) och mellanliggande process (i-process) är viktiga processer för bildning och utveckling av elementen. Nästan hälften av de grundämnen som är tyngre än järn syntetiseras i s-process.

¹³ C(α,n) ¹⁶ O är den dominerande neutronkällan för s- och i-processerna. Tvärsnittet av denna reaktion är extremt lågt vid stjärnenergier (~10 ^-14 Barn), vilket ger stora fel i mätningarna och gör det svårt att begränsa den teoretiska extrapoleringen.

För att exakt mäta tvärsnittet av ¹³ C(α,n) ¹⁶ O reaktion designade forskarna en detektoruppsättning som omfattar 24 ³ Han räknar proportionellt. Räknarna var inbäddade i en polyetenkub, som var skärmad med 7% borerat polyetenskikt.

Sedan utförde de underjordiska och markmätningar av bakgrunden för detektormatrisen, respektive. Neutronbakgrunden uppmätt vid CJPL var så låg som 4,5 räkningar/h, 265 gånger lägre än resultatet av markmätningen.

Forskarna fastställde också detekteringseffektiviteten för arrayen för neutroner i intervallet 0,1 MeV till 4,5 MeV, vilket utfördes med 3 MV tandemacceleratorn vid Sichuan University och Monte Carlo-simuleringar.

Baserat på denna forskning kan ytterligare studier, inklusive direkta tvärsnittsmätningar av de viktigaste neutronkällans reaktioner i stjärnor, genomföras inom en snar framtid, vilket hjälper forskare att undersöka bildning och utveckling av elementen i universum. + Utforska vidare

Forskare uppdaterar nyckeltal för mätförhållanden för fusionsexperiment med tröghetsinneslutning