Secțiunea transversală a reacției fotoneutronilor este un parametru cheie în fizica nucleară, astrofizica nucleară și aplicațiile tehnologiei nucleare. Începând cu anii 1960, au persistat discrepanțe sistematice între datele măsurate de Laboratorul Național Lawrence Livermore din Statele Unite și Centrul de Cercetare Nucleară Saclay din Franța folosind surse gamma de anihilare a zborului pozitronilor. În ciuda multiplelor evaluări experimentale, aceste discrepanțe nu au fost pe deplin rezolvate, necesitând remăsurări și reevaluări.
Shanghai Laser Electron Gamma Source (SLEGS) este prima linie de raze gamma-din lume sub 22 MeV, bazată pe împrăștierea laser Compton cu modul incident oblic, construită ca parte a celei de-a doua etape a instalației de radiații sincrotron din Shanghai. Prin ajustarea unghiului de interacțiune dintre laser și fasciculul de electroni din inelul de stocare al Facilității de radiații sincrotron din Shanghai, SLEGS produce raze gamma cvasi-monocromatice cu energii reglabile continuu, cuprinse între 0,66 MeV și 21,7 MeV. Operațional din 2023, SLEGS oferă o rezoluție energetică de 5% până la 15% și un flux ridicat de 105la 107fotoni/i, oferind o platformă experimentală avansată pentru cercetarea reacțiilor fotonucleare. Echipa de cercetare cu laser gamma a măsurat secțiunile transversale ale reacției fotoneutronilor ( , 1n).197Au şi159Tb, validând metodologia specifică SLEGS-pentru măsurarea secțiunii transversale a fotoneutronilor. Această lucrare pune bazele cercetării și oferă condiții experimentale pentru rezolvarea discrepanțelor sistematice în datele fotonucleare.
Recent, un efort de colaborare care a implicat Institutul de Cercetare Avansată din Shanghai al Academiei Chineze de Științe, Institutul de Fizică Aplicată din Shanghai al Academiei Chineze de Științe, Universitatea din Academia Chineză de Științe și Universitatea Fudan a utilizat fasciculul gamma cvasi-monocromatic generat de SLEGS pentru a măsura secțiunile transversale ale fotoneutronilor197Au şi159Tb utilizând o matrice de detectoare de neutroni cu eficiență plată (detector FED) dezvoltată automat.
Experimentul a reconstruit spectrul gamma incident folosind o metodă de deconvoluție directă și a folosit o tehnică de raport pentru a deduce energia medie a neutronilor și eficiența detectorului. Datele secțiunii transversale monoenergetice au fost obținute folosind metoda Oslo. Rezultatele arată că datele SLEGS sunt în concordanță cu măsurătorile de la sursa gamma de împrăștiere laser Compton de la instalația NewSUBARU din Japonia și depășesc datele din sursele gamma de anihilare a zborului pozitronilor utilizate de Laboratorul Național Lawrence Livermore și Centrul de Cercetare Nucleară Saclay. Acest lucru validează fiabilitatea instalației SLEGS și a metodologiei sale de măsurare, punând bazele pentru rezolvarea discrepanțelor în datele pentru alți nuclizi în viitor.
Rezultatele cercetării aferente au fost publicate în Science Bulletin. Studiul a primit sprijin de la National Key R&D Program din China și National Natural Science Foundation din China, printre alte surse.