Tiết diện phản ứng photoneutron là một thông số quan trọng trong vật lý hạt nhân, vật lý thiên văn hạt nhân và ứng dụng công nghệ hạt nhân. Kể từ những năm 1960, sự khác biệt mang tính hệ thống vẫn tồn tại giữa dữ liệu được đo bởi Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore ở Hoa Kỳ và Trung tâm nghiên cứu hạt nhân Saclay ở Pháp sử dụng các nguồn gamma hủy diệt chuyến bay positron. Mặc dù đã có nhiều đánh giá thử nghiệm nhưng những khác biệt này vẫn chưa được giải quyết hoàn toàn, đòi hỏi phải đo lường lại và đánh giá lại.
Nguồn Gamma Laser Electron Thượng Hải (SLEGS) là chùm tia gamma-đầu tiên trên thế giới dưới 22 MeV, dựa trên tán xạ Compton laser với chế độ tới nghiêng, được xây dựng như một phần của giai đoạn thứ hai của Cơ sở bức xạ Synchrotron Thượng Hải. Bằng cách điều chỉnh góc tương tác giữa tia laser và chùm tia điện tử trong vòng lưu trữ của Cơ sở bức xạ Synchrotron Thượng Hải, SLEGS tạo ra các tia gamma gần như đơn sắc với năng lượng có thể điều chỉnh liên tục trong khoảng từ 0,66 MeV đến 21,7 MeV. Hoạt động từ năm 2023, SLEGS cung cấp độ phân giải năng lượng từ 5% đến 15% và thông lượng cao 105đến 107photon/s, cung cấp nền tảng thử nghiệm tiên tiến cho nghiên cứu phản ứng quang hạt nhân. Nhóm nghiên cứu gamma laser đã đo tiết diện phản ứng photoneutron ( , 1n) của197Âu và159Tb, xác thực phương pháp cụ thể của SLEGS{0}}để đo mặt cắt ngang của photoneutron. Công trình này đặt nền tảng nghiên cứu và cung cấp các điều kiện thử nghiệm để giải quyết sự khác biệt có hệ thống trong dữ liệu quang hạt nhân.
Gần đây, một nỗ lực hợp tác giữa Viện Nghiên cứu Tiên tiến Thượng Hải của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Viện Vật lý Ứng dụng Thượng Hải của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Đại học Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Phục Đán đã sử dụng chùm tia gamma gần như{0}}đơn sắc do SLEGS tạo ra để đo tiết diện photoneutron của197Âu và159Tb sử dụng Mảng máy dò neutron hiệu suất phẳng (máy dò Fed) tự phát triển.
Thí nghiệm đã tái tạo lại phổ gamma tới bằng phương pháp giải mã trực tiếp và sử dụng kỹ thuật tỷ lệ để suy ra năng lượng neutron trung bình và hiệu suất của máy dò. Dữ liệu mặt cắt đơn năng được lấy bằng phương pháp Oslo. Kết quả cho thấy dữ liệu SLEGS phù hợp với các phép đo từ nguồn gamma tán xạ Compton laser tại cơ sở NewSUBARU của Nhật Bản và vượt trội hơn dữ liệu từ các nguồn gamma hủy diệt chuyến bay positron được Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore và Trung tâm nghiên cứu hạt nhân Saclay sử dụng. Điều này xác nhận độ tin cậy của cơ sở SLEGS và phương pháp đo lường của nó, đặt nền tảng cho việc giải quyết những khác biệt về dữ liệu đối với các hạt nhân khác trong tương lai.
Các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên Bản tin khoa học. Nghiên cứu nhận được sự hỗ trợ từ Chương trình R&D trọng điểm quốc gia của Trung Quốc và Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc, cùng với các nguồn khác.