基于HI-13串列加速器的核天体物理研究

中国原子能科学研究院核天体物理研究组在HI-13串列加速器核物理国家实验室建成了我国首条低能放射性次级束流线，产生了从⁶He到²²Na等11种放射性核束，利用这些放射性束流通过测量逆运动学转移反应开展了一系列核天体物理重要反应的研究，另外还通过厚靶实验方法和电荷交换反应开展了天体物理相关重要核结构信息的研究。在串列加速器Q3D磁谱仪上，利用稳定束测量了许多单核子转移和α基团转移的角分布，基于渐进归一化系数(Asymptotic Normalization Coefficient,ANC)或谱因子方法得到了一系列天体物理关键反应的天体物理S因子和反应率，为元素丰度、天体模型等相关研究提供了重要实验依据。     

核天体物理反应率拟合方法研究

为进行大规模核天体网络运算,通常将核天体物理反应率拟合为与温度相关的数值表达式,以简化程序中的核物理输入量。通过分析国际上常用的几种核天体物理数据库,本工作得到了一种新的拟合方法,其对反应率的拟合精度较目前国际上通用的REACLIB和NACRE数据库的拟合方法的有明显改善。该拟合方法适用于直接反应和窄共振、宽共振、阈下共振和多谐共振反应,方便建立核天体物理反应率数据库。     

利用镜像核转移反应研究短寿命不稳定核（p，γ）反应

在高温高密度的天体环境中，丰质子不稳定核的质子俘获反应率可能接近或超过其β＋衰变的速率，在爆发性氢燃烧过程中起主导作用。确定这些天体物理重要反应的截面对于核物理和核天体物理都是一个巨大的挑战。     

锦屏深地核天体实验探究AGB星氟超丰问题

氟是核天体物理学中最感兴趣的元素之一。长期以来，渐近巨星分支(Asymptotic Giant Branch,AGB)中的氟超丰问题一直难以用天体物理标准模型来解释。基于锦屏深地核天体物理实验装置(Jinping Underground laboratory for Nuclear Astrophysics,JUNA)，利用强流加速器和高效的4πBGO探测器直接测量了AGB星中氟破坏反应¹⁹F(p,αγ)¹⁶O。将¹⁹F(p,αγ)¹⁶O反应的测量推进到有史以来最低的72.4 keV，测量结果覆盖了整个天体物理感兴趣的伽莫夫能区，与之前的理论外推差异很大，且不确定度得到了极大降低，为天体物理模型计算提供了可靠的核物理输入量。     

前言

正受中国核物理学会委托,由中国科学院上海应用物理研究所承办的"第十五届全国核物理大会暨第十一届会员代表大会"于2013年10月16日至19日在上海召开。全国核物理大会是我国核物理领域最具影响力的学术会议,每三年召开一次。本次会议内容涉及核结构和高自旋态物理、放射性核束和核天体物理、低中能核-核碰撞、聚变和裂变动力学、超重核合成与反应机制、不稳定核的反应和结构、强子物理、核物质状态方程与对称能、中高能核物理、强作用相变、量子色动力学、加速器和核探测仪器及制靶技术、核     

锦屏深地核天体物理实验共用平台建设研究进展

<正>锦屏深地核天体物理实验共用平台建设是国家自然基金重大项目——基于锦屏深地实验室的核天体物理关键科学问题研究的课题之一,研究目标是依托中国锦屏山实验室(Ⅱ期)建设我国首个超低本底的深地核天体物理实验平台。研究内容主要包括:锦屏地下核天体物理实验室本底测量;优化低能强流高稳定性加速装置;建立实验测     

锦屏深地核天体物理实验室屏蔽计算

锦屏深地核天体物理实验室（JUNA）为核天体物理关键反应的研究提供了极低本底环境,加之400 kV强流高稳定加速器的使用,使核天体物理感兴趣能区（伽莫夫窗口）的直接测量成为可能。而同时为避免加速器产生本底破坏锦屏深地实验室的超低本底环境,需估算加速器运行本底,进而对核天体物理实验室进行整体屏蔽。以屏蔽系统的初步设计方案为基础,基于中国核数据中心推荐的综合评价核数据库CENDL-NP,采用MCNP方法对其进行了模拟计算。计算过程采取了权重窗技巧与改变几何条件相结合等方法来减小方差,以提高MCNP方法在计算深穿透问题时的准确性。计算结果表明,该实验室的屏蔽系统对加速器引起的本底进行了有效的屏蔽。     

用厚靶方法研究^13N＋p弹性共振散射

放射性核束的出现为核物理及核天体物理前沿领域的实验研究注入了新的活力。为有效利用流强相当较弱的放射性核束，不少新方法、新技术应运而生，弹性共振散射的厚靶实验方法就是一例。该方法使用较厚的固体或气体反应靶，使次级束的能量全部或部分地损失在靶中，在反应靶的下游，通过测量出射的较轻的粒子，可以1次得到较大能量范围的激发函数。     

~(11)B基态α谱幅度的首次实验研究

正核内集团结构的研究一直是国际上核物理研究的热点。而α转移反应作为最易发生的集团转移反应,不仅可被用于研究核结构和核反应机制,还可用于研究天体物理氦燃烧相关反应。因为氦是在可观测宇宙中丰度仅次于氢的元素,α粒子相     

核物理与核数据中机器学习的应用序言

<正>核物理主要研究原子核体系的结构及其运动规律,对于揭示微观世界的性质、基本相互作用及对称性、宇宙演化以及元素起源等有着重要的科学意义。另一方面,核数据与原子核反应和结构相关,是核科学基础与核应用的交叉学科,在国家总体科学布局中具有重要地位。到目前为止,核物理与核数据的研究中积累了大量的实验测量数据和理论计算结果,但也遇到了不少难题,比如如何从大数据中鉴别稀有事件并提取感兴趣的物理、如何避免维数问题以提高理论计算或分析的效率等、如何可靠预言一些极端条件下核基础研究与核工程应用中的无法测量的关键核素性质、如何提高核数据可靠性的评估等。     

BISOL相邻两电荷态相同质量重离子束相位能量调节的物理设计

放射性核束物理是国际核物理研究的前沿,滴线区新物理、铁以上重元素的天体合成过程、超重稳定岛核素合成等关键科学问题的突破将对整个自然科学产生重大影响,这些研究都需要高强度的极端丰中子核束。将中国先进研究堆及强流氘离子加速器打靶产生的放射性核束传输至物理终端,采用两电荷态束流同时加速可以有效提高束流强度;通过分析离子束分离注入同步加速原理,采用静电高压调节离子束相位差,速率调节器同步离子束能量,分别计算得到不同种类核束引出电压参数和速率同步参数;同时分析计算了电压调节与离子束相位差变化关系,得到电压调节参数。计算结果表明,当调节电压幅值取±8 k V时,可满足不同种类离子相位调节需求。     

中子与~(93)Nb和~(239)Pu反应数据的理论和评价

正中子与原子核反应数据是核科学研究和核工程设计的重要基础数据,也是核天体物理研究中的关键数据之一。93 Nb是重要的结构材料核,而239Pu是重要的燃料核。在中子与93 Nb反应的总截面、去弹性散射截面、弹性散射截面和弹性散射角分布角分布的实验结果基础上,给出了最佳的光学模型势。应用光学理论模型、预平衡反应的激子模型、多步预平衡反应模型、平衡态反应的理论模型、直接反应理论、核能级密度理论模型、轻粒子发射的理论模型等,计算了中子与93 Nb反应全套数据,结果与实验     

高功率激光驱动核反应研究进展与展望

近年来，随着高功率激光技术的持续进步，目前在实验室已可获得超过10²² W/cm²的激光聚焦强度，且还在不断提升，这为超高强度激光脉冲触发核过程和核应用开辟了可能性。这样的超强脉冲激光与物质发生相互作用时，会出现很多新的物理现象，并且其产生的高温高压高密度的等离子体极端环境以及诱发的核反应次级粒子束等，也为其他基础和应用研究提供了独特的平台。强激光产生的等离子体环境可用来模拟天体核反应的环境，研究电子屏蔽效应等因素带来的低能核反应截面测量中的不确定性因素，这是目前实验室条件下直接研究天体环境中核反应的唯一技术手段。同时，激光驱动等离子体中核反应的研究也与惯性约束聚变中的燃料设计息息相关。与常规环境温度和压力下的物质相比，等离子体环境中的核反应动力学要复杂得多，对于研究天体核反应和惯性约束聚变也至关重要。因此，除加速器和反应堆外，高功率激光器正成为研究核物理的新平台。激光与核物理的结合不仅有利于具有新颖思想和方法的基础科学研究，也有利于广泛的物理应用领域。激光核物理已成为国际上一门新的交叉学科，也是物理学的重要前沿之一。与传统核物理装置相比，超...     

^11C（p.γ）^12N反应的天体物理S—因子和反应率的计算

利用辐射俘获反应理论以及ANC方法,并结合中国原子能科学研究院核物理所实验小组利用11C（d,n）12N反应抽取出来的ANC系数计算了11C（p,γ）12N反应的天体物理S-因子,理论计算给出ANC2/S（0）=0.0181,再由ANC实验值得到S（0）=（0.190±0.080）×10-25eV·m2。并且计算了12N的2-态和2 共振能级对S-因子的贡献,得到Sres（0）=10-29　eV·m2。 另外,基于我国和国外实验截面数据进行了天体等离子体11C（p,γ）12N反应率的理论计     

锦屏深地核天体物理加速器首次地面出束

正5月27日,锦屏深地核天体物理实验项目(JUNA)的强流加速平台在我院首次地面出束,在靶上获得260 ke V、3 m A的质子束流,系统稳定工作40分钟,为后续达到使用指标打下基础。该装置运行后将成为国际地下实验室中束流强度最高的加速器。JUNA项目依托中国锦屏山深地实验室,将向核天体物理研究领域最关键的"圣杯"反应发起冲击,将取得核天体物理领域的原创性研究成果,使我国的核天体物理研究跨入国际先进行列。     

核天体反应网络方程

核天体反应网络方程描述大体演化过程中的元素核合成及能量的释放。动态的核天体反应网络方程还包括天体演化过程中的热力学、流体动力学等,例如温度和密度的变化及等离子体的对流及物质的抛出等。静态方程用于处理特定温度和密度下核素丰度的变化和能量的释放,是分析天体核反应网络和反应率的重要工具。国际上,在这方面的研究已取得较大进展,但是因为其敏感性,这些程序不开放。     

40 次级束共振散射反应的厚靶实验方法

天体环境下的爆发性氢燃烧过程涉及大量不稳定核。作为天体物理模型的关键输入量，其反应率对于反应网络计算关系重大。在天体温度相对应的能量区间，氢燃烧主要以质子辐射俘获的方式，即A（p，γ）B反应进行。反应率主要由布居末态核基态的直接俘获和阈附近能级的共振俘获过程决定。直接测量（p，γ）反应通常需要高流强、低能量（0．5～1．0MeV／u）的放射性核束和无窗氢气体靶，在现有技术条件下难度较大。     

70 串列加速器物理实验仪器管理系统

串列加速器上进行的核物理实验需要使用大量的核电子学仪器完成实验信号的数据采集和信号转换工作。这些核电子学仪器由我们数据获取组管理。原来使用的手工记录仪器借还的方法使管理者和物理实验用户查询仪器的使用情况非常繁琐，并无法提醒仪器校验的日期。为了解决这个问题，利用现有的网络环境，编写了在网络上运行的在线实验仪器管理系统。     

利用机器学习方法对几个核物理问题的深入研究

机器学习能够从大量复杂的数据中挖掘其内在的关联，近些年被广泛应用在科学研究中。本文分别评估了两类机器学习算法在修正核质量、重构重离子反应碰撞参数以及提取对称能斜率系数等热点问题上的表现，并讨论了机器学习模型的外推能力和泛化能力。结果表明：机器学习方法在三个核物理问题的研究中均体现出强大的能力。将机器学习方法应用于核物理问题的研究中可以进一步探索新物理，从而更好地推动理论和实验的发展。     

核电子学与核探测技术人物刘庆兆

核电子学与核探测技术人物刘庆兆刘庆兆男１９３７年１月生，辽宁昌图人．１９５７年考入哈尔滨工业大学工程物理系实验核物理专业，１９６２年１２月本科毕业，后分配到中国工程物理研究院（现名）。先在中国科学院原子能所工作近一年，后在工程物理院核物理与化学研究所...