Przekrój poprzeczny reakcji fotoneutronów jest kluczowym parametrem w fizyce jądrowej, astrofizyce jądrowej i zastosowaniach technologii jądrowej. Od lat sześćdziesiątych XX wieku utrzymują się systematyczne rozbieżności między danymi zmierzonymi przez Lawrence Livermore National Laboratory w Stanach Zjednoczonych i Saclay Nuclear Research Centre we Francji przy użyciu źródeł gamma anihilacji pozytonów w locie. Pomimo wielu ocen eksperymentalnych rozbieżności te nie zostały w pełni usunięte, co wymaga ponownego pomiaru i ponownej oceny.
Szanghajskie laserowe źródło gamma elektronów (SLEGS) to pierwsza na świecie linia promieni gamma-o energii poniżej 22 MeV, oparta na laserowym rozpraszaniu Comptona ze skośnym trybem padania, zbudowana w ramach drugiej fazy Szanghajskiego Centrum Promieniowania Synchrotronowego. Dostosowując kąt interakcji między laserem a wiązką elektronów w pierścieniu akumulującym w Szanghajskim Ośrodku Promieniowania Synchrotronowego, SLEGS wytwarza quasi-monochromatyczne promienie gamma o płynnie regulowanej energii w zakresie od 0,66 MeV do 21,7 MeV. Działający od 2023 r. system SLEGS oferuje rozdzielczość energetyczną od 5% do 15% i wysoki strumień 105do 107fotonów/s, zapewniając zaawansowaną platformę eksperymentalną do badań reakcji fotojądrowych. Zespół badawczy zajmujący się laserem gamma zmierzył przekroje poprzeczne reakcji fotoneutronów ( , 1n).197Au i159Tb, weryfikująca specyficzną metodologię SLEGS-do pomiaru przekroju poprzecznego fotoneutronów. Praca ta stanowi podstawę badań i zapewnia warunki eksperymentalne do rozwiązywania systematycznych rozbieżności w danych fotojądrowych.
Niedawno w ramach wspólnego wysiłku obejmującego Szanghajski Instytut Zaawansowanych Badań Chińskiej Akademii Nauk, Szanghajski Instytut Fizyki Stosowanej Chińskiej Akademii Nauk, Uniwersytet Chińskiej Akademii Nauk i Uniwersytet Fudan wykorzystano quasi-monochromatyczną wiązkę gamma generowaną przez SLEGS do pomiaru przekrojów poprzecznych fotoneutronów197Au i159Tb przy użyciu-samodzielnie opracowanego układu detektorów neutronów o płaskiej wydajności (detektor FED).
W eksperymencie zrekonstruowano padające widmo gamma przy użyciu metody bezpośredniej dekonwolucji i wykorzystano technikę współczynnikową do wywnioskowania średniej energii neutronów i wydajności detektora. Dane dotyczące przekrojów monoenergetycznych uzyskano metodą Oslo. Wyniki pokazują, że dane SLEGS są spójne z pomiarami z laserowego źródła gamma rozpraszającego Comptona w japońskim ośrodku NewSUBARU i przewyższają dane ze źródeł gamma anihilacji lotu pozytonów wykorzystywanych przez Lawrence Livermore National Laboratory i Saclay Nuclear Research Center. Potwierdza to niezawodność obiektu SLEGS i jego metodologię pomiarów, kładąc podwaliny pod rozwiązanie przyszłych rozbieżności w danych dla innych nuklidów.
Wyniki badań na ten temat opublikowano w Biuletynie Naukowym. Badanie otrzymało wsparcie między innymi z Chińskiego Narodowego Programu Kluczowych Badań i Rozwoju oraz Chińskiej Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych.