4π平坦效率3He中子探測(cè)器陣列的設(shè)計(jì)與模擬分析

郝子銳 范功濤 劉龍祥 王宏偉,3 張 岳 胡新榮 李鑫祥王俊文 匡 攀 戈松雨

1（中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 上海 201800）

2（中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049）

3（中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院 上海 201210）

4（上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 上海 201210）

5（上海潤(rùn)理真空有限公司 上海 201806）

上海激光電子 γ 源（Shanghai Laser Electron Gamma Source，SLEGS）是在建的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施-上海光源二期建設(shè)的16 條線(xiàn)站之一，SLEGS 采用外部CO2激光和上海光源儲(chǔ)存環(huán)的3.5 GeV 電子束以一定的夾角發(fā)生激光康普頓散射（Laser Compton Scattering，LCS）產(chǎn)生γ光，并通過(guò)連續(xù)改變激光和電子束夾角的辦法，提供光通量在105～107s-1，能量在 0.4～20 MeV 范圍內(nèi)的 γ 束［1-2］。這個(gè)能區(qū)覆蓋了核結(jié)構(gòu)研究、核數(shù)據(jù)測(cè)量、核天體物理等熱點(diǎn)研究區(qū)域，可以開(kāi)展光核反應(yīng)截面測(cè)量，核結(jié)構(gòu)相關(guān)的核共振熒光（Nuclear Resonance Fluorescence，NRF）測(cè)量，也為核廢料的γ 嬗變、γ 成像、醫(yī)學(xué)同位素產(chǎn)生等應(yīng)用研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。目前國(guó)際上主要運(yùn)行的LCS 光源有基于日本SPring-8 儲(chǔ)存環(huán)的 LEPS/LEPS2 線(xiàn)站［3-4］和位于同一園區(qū)的 NewSUBARU B01 線(xiàn)站［5-8］，美國(guó)高通量γ 源HIGS裝置［9］，以及歐盟正在羅馬尼亞建設(shè)的極端光物理設(shè)施（ELI-NP）上基于電子直線(xiàn)加速器（LINAC）的 LCS γ 源 VEGA 系統(tǒng)（Variable-Energy Gamma Ray System）［10-12］。

γ 引起的光核反應(yīng)有核共振熒光（γ，γ/γ′）、光致中子反應(yīng)（γ，n）、光致帶電粒子反應(yīng)（γ，p/d/t/α）、光致裂變（γ，fission）等，其中光致中子反應(yīng)（簡(jiǎn)稱(chēng)光中子反應(yīng)）是光核反應(yīng)最重要的一類(lèi)反應(yīng)，截面在10～30 MeV能區(qū)的寬共振峰（即偶極巨共振GDR峰）反映出原子核集體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，在中子發(fā)射閾值附近的可分辨共振峰（即矮共振PDR 峰）反映出原子核能級(jí)結(jié)構(gòu)和中子-質(zhì)子相對(duì)分布（即中子皮）等信息。恒星演化中重……