Forskere udvikler et neutrondetektorarray med lav baggrund

Et forskerhold fra Institut for Moderne Fysik (IMP) under det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har sammen med deres samarbejdspartnere fra Sichuan University og Chinese Institute of Atomic Energy for nylig udviklet et højeffektivt neutrondetektorarray med lav baggrund, hvilket er afgørende for den præcise tværsnitsmåling af ¹³ C(α,n) ¹⁶ O-reaktion ved stjerneenergier i Kinas JinPing underjordiske laboratorium (CJPL).

Undersøgelsen blev offentliggjort i Nuclear Science and Techniques .

Langsom neutronindfangningsproces (s-proces) og mellemproces (i-proces) er vigtige processer for dannelsen og udviklingen af ​​grundstofferne. Næsten halvdelen af ​​de grundstoffer, der er tungere end jern, syntetiseres i s-processen.

¹³ C(α,n) ¹⁶ O er den dominerende neutronkilde for s- og i-processerne. Tværsnittet af denne reaktion er ekstremt lavt ved stjerneenergier (~10 ^-14 Barn), hvilket medfører store fejl i målingerne og gør det vanskeligt at begrænse den teoretiske ekstrapolation.

At måle tværsnittet af ¹³ præcist C(α,n) ¹⁶ O reaktion designet forskerne et detektorarray bestående af 24 ³ Han proportionalt tæller. Tællerne var indlejret i en polyethylenterning, som var afskærmet med 7% boreret polyethylenlag.

Derefter udførte de henholdsvis underjordiske og jordmålinger af baggrunden for detektorarrayet. Neutronbaggrunden målt ved CJPL var så lav som 4,5 tællinger/t, 265 gange lavere end resultatet af jordmålingen.

Forskerne bestemte også detektionseffektiviteten af ​​arrayet for neutroner i området fra 0,1 MeV til 4,5 MeV, som blev udført med 3 MV tandemacceleratoren ved Sichuan University og Monte Carlo-simuleringer.

Baseret på denne forskning kan yderligere undersøgelser, herunder direkte tværsnitsmålinger af de vigtigste neutronkildereaktioner i stjerner, udføres i den nærmeste fremtid, hvilket hjælper videnskabsmænd med at sondere dannelsen og udviklingen af ​​elementerne i universet. + Udforsk yderligere

Forskere opdaterer måleforhold nøglen til inerti indeslutning fusionseksperimenter