本所核与辐射物理课题组林炜平等及中国科学院近代物理研究所、中国原子能科学研究院的科研人员在研制高效率低本底中子探测器阵列中取得重要进展，为在深地实验室进行的恒星中子源反应13C(a,n)16O的精确测量提供了高性能的探测器系统，相关成果近期作为封面文章发表于Nuclear Science and Techniques。

慢中子俘获过程（s-过程）和中间中子俘获过程(i-过程)是宇宙中元素起源的重要过程，其中s-过程在超铁元素的核合成中贡献了约50%的元素。13C(a,n)16O反应是s-过程与i-过程的中子源反应。由于该反应在天体物理能区内的反应截面极低（在10^-14 barn量级），在天体物理能区附近的实验数据误差较大，难以对理论外推结果进行有效的检验和约束。

该中子探测器阵列由24根3He管构成，其效率刻度与模拟是实验系统误差的主要来源。为了精确测量该反应截面，科研人员利用四川大学的3 MV串列加速器对设计的探测器阵列进行了探测效率刻度，结合GEANT4模拟得到探测器阵列对2.5 MeV中子的探测效率为26%，首次定量研究了角分布对探测效率的影响，并在锦屏深地实验室开展了本底测量。本工作为深地中子源反应实验研究奠定了坚实的基础。

四川大学3 MV串列加速器的优良品质为该研究的顺利开展提供了重要保障。该研究得到了国家自然科学基金委重大项目课题(11490564)和青年基金(11805138)的支持。

文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s41365-022-01030-0

图1：探测效率随中子能量变化

图2：利用四川大学3 MV串列加速器进行探测效率刻度并在锦屏深地实验室开展本底测量（Nuclear Science and Techniques文章封面）