我院研究生的中子俘获截面测量工作在中文领军期刊发表

近日，我院罗文教授团队在中文领军期刊《物理学报》上发表题为“1-500 eV¹⁰⁹Ag中子俘获截面实验测量与共振参数提取”的学术论文。论文第一作者为我院2023级硕士研究生谢文，李鑫祥、冯松和罗文为论文共同通讯作者。

中子俘获反应是宇宙中超铁元素合成的主要方式, 分为慢速中子俘获过程(s-process)和快速中子俘获过程(r-process)。¹⁰⁹Ag同位素属于较轻的超铁元素，位于s-process的主要路径上，但是有79%的¹⁰⁹Ag由r-process产生，它的中子俘获截面数据对于解释Cd以及更重的超铁元素的丰度具有重要的参考价值。另外，¹⁰⁹Ag是广泛应用于当前压水反应堆的银铟镉(Ag-In-Cd)控制棒的重要材料，其质量占比为38.56%。在高中子通量环境中，它的中子俘获截面对反应堆设计和控制棒运行策略起到关键作用。

图1.¹⁰⁹Ag附近s-过程路径示意图

当前国际主流的评价核数据库收录的¹⁰⁹Ag中子俘获截面数据仍存在分歧, 在1—500 eV能区差异最高可达2个数量级。 根据国际核反应实验数据库EXFOR, 以往针对¹⁰⁹Ag的中子俘获截面实验测量主要集中在热中子能区和不可分辨共振区，可分辨共振区的中子俘获截面精确数据仍存在不足。为了解决上述问题，研究团队基于中国散裂中子源Back-n装置开展了¹⁰⁹Ag同位素靶中子俘获截面实验测量，提取了1-500 eV共振能区¹⁰⁹Ag中子俘获截面实验数据，补充了当前实验数据在共振能区的不足。在评价库存在分歧的能量点也给出了基于实验的推荐，本工作所提取的数据可进一步用于核天体物理与核反应堆设计等应用中。

图2.实验提取的中子共振参数研究结果与基于各主流评价库推荐的共振参数值计算的俘获核的比值

该研究得到了国家自然科学基金联合基金（批准号：U2441221）和湖南省自然科学基金（批准号：2025JJ60020）的资助。

文章链接：https://wulixb.iphy.ac.cn/article/doi/10.7498/aps.75.20251270