Переріз фотонейтронної реакції є ключовим параметром у ядерній фізиці, ядерній астрофізиці та застосуваннях ядерних технологій. З 1960-х років зберігаються систематичні розбіжності між даними, виміряними Ліверморською національною лабораторією імені Лоуренса в Сполучених Штатах і Центром ядерних досліджень Сакле у Франції з використанням гамма-джерел анігіляції позитронів. Незважаючи на численні експериментальні оцінки, ці розбіжності не були повністю вирішені, що потребувало повторного вимірювання та повторної оцінки.
Шанхайське лазерне електронне джерело гамма-випромінювання (SLEGS) — це перше в світі джерело гамма-променів із енергією нижче 22 МеВ, засноване на комптонівському лазерному розсіюванні з режимом похилого падіння, створене як частина другої фази Шанхайської установки синхротронного випромінювання. Шляхом регулювання кута взаємодії між лазером і електронним променем у накопичувальному кільці Шанхайської установки синхротронного випромінювання SLEGS виробляє квазі-монохроматичне гамма-промені з безперервним регулюванням енергії в діапазоні від 0,66 МеВ до 21,7 МеВ. Працює з 2023 року, SLEGS пропонує енергетичну роздільну здатність від 5% до 15% і високий потік 105до 107фотонів/с, забезпечуючи передову експериментальну платформу для дослідження фотоядерних реакцій. Дослідницька група лазерного гамма-випромінювання виміряла ( , 1n) переріз фотонейтронної реакції197Au і159Tb, підтверджуючи спеціальну методологію SLEGS- для вимірювання поперечного перерізу фотонейтронів. Ця робота закладає фундамент дослідження та забезпечує експериментальні умови для вирішення систематичних розбіжностей у фотоядерних даних.
Нещодавно спільними зусиллями за участю Шанхайського науково-дослідного інституту Академії наук Китаю, Шанхайського інституту прикладної фізики Академії наук Китаю, Університету Китайської академії наук та Університету Фудань було використано квазі-монохроматичний гамма-промінь, створений SLEGS, для вимірювання фотонейтронних перерізів197Au і159Tb з використанням власно-розробленої плоскої ефективної матриці детекторів нейтронів (FED-детектор).
Експеримент реконструював падаючий гамма-спектр за допомогою методу прямої деконволюції та застосував метод співвідношення для визначення середньої енергії нейтронів та ефективності детектора. Дані моноенергетичного перерізу були отримані за допомогою методу Осло. Результати показують, що дані SLEGS узгоджуються з вимірюваннями джерела гамма-випромінювання лазерного комптонівського розсіювання на японському заводі NewSUBARU і перевершують дані джерел гамма-випромінювання анігіляції польоту позитронів, які використовуються Ліверморською національною лабораторією Лоуренса та Центром ядерних досліджень Сакле. Це підтверджує надійність установки SLEGS та її методології вимірювань, закладаючи основу для усунення розбіжностей у даних щодо інших нуклідів у майбутньому.
Відповідні результати дослідження були опубліковані в Science Bulletin. Дослідження отримало підтримку Національної ключової науково-дослідної програми Китаю та Національного фонду природничих наук Китаю, серед інших джерел.