γ全吸收型BaF2装置及(n,γ) 反应截面在线实验技术进展 报告人：贺国珠 中国原子能科学研究院.CIAE 2016-06-27 东莞
背景 (n,γ)反应截面测量技术简介 GTAF及(n,γ)反应实验技术进展 展望
背景
(n,γ)反应截面的需求 实验能力需要发展 理论需求： 核天体物理认为比56Fe重的核素多是通过(n,γ)反应生成，因此 对(n,γ)反应截面数据精度提出了很高要求。 应用需求： 工程设计与核测试 快堆 放射性核素嬗变 对中子共振能区的数据提 出了要求，对錒系核素的数据 提出了要求。 实验能力需要发展
(n,γ)反应实验技术简介
(n,γ)反应实验技术包括 中子活化法 特点：技术简单,受剩余核半衰期长短影响，主要在热能点进行实验，不能满足研究形势发展的需要。 瞬发γ射线法 特点：可在连续中子能区开展实验,技术复杂,在不断发展。 主要经历：Moxon和Rae方法，C6D6探测器方法， 4πNaI（Tl）球，4πBaF2测量装置。
γ全吸收型探测器的测量原理: 原理：通过全吸收测量瞬发γ射线级联的总能量谱，实现俘获反应事件的计数。 原理优势：测量效率接近100%。 Iγ background capture events Bn Eγ 原理优势：测量效率接近100%。
选用BaF2的原因: 响应最快的无机晶体（0.6ns） 良好的能量分辨（10-15% 662keV ） 中子灵敏度较低 高的发光效率（24%） 响应最快的无机晶体（0.6ns） 良好的能量分辨（10-15% 662keV ） 中子灵敏度较低 BaF2晶体的不足之处：α粒子本底计数率较高。
国际上的4pi BaF2装置 USA, LANSCE，DANCE EU, CERN，n_TOF, TAC GEMANY, Karlsruhe CHINA，CIAE，GTAF
GTAF及(n,γ)反应研究进展
GTAF建设: 核心：12块五棱和30块六棱BaF2晶体组成的晶体球壳，内腔半径10cm，晶体厚度15cm。
主要包括：40个探测器单元，高压系统，电子学，脉冲波形测量和数据获取系统，机械系统，等。
GTAF的性能 探测器单元的时间分辨：~ 660ps。 探测器单元的能量分辨：10-18%。
60Co，multiplicity≥1，energy spectrum, DANCE
粒子的波形甄别
本底的抑制技术
试测量
问题和进一步措施 需要补充6LiH中子吸收体
需要提高数据获取速率 需要优化机械设计 需要替换性能较差的少数几个探测器单元 需要进一步完善实验技术
展望： CSNS上新的4piBaF2装置已经列入计划，并开展了新装置的电子学（科大报告），机械设计等预先研究（高能所报告），项目得以支持，有望建设一套性能更加优越的实验装置。 经费概算：2500万
GTAF得以完善，有望及早开展相关物理工作。 经费需求： 序号 项目 单位 数量 经费（万） 1 中子吸收体 套 250 2 机械系统改造 70 3 补充探测器单元 75 4 数据获取系统升级 10 合计 405万元
任务是艰巨的
counts/channel Thanks!
Participants: 周祖英 中国原子能科学研究院 仲启平 中国原子能科学研究院 贺国珠 兰州大学博士 陈晓亮 兰州大学硕士 周祖英 中国原子能科学研究院 仲启平 中国原子能科学研究院 贺国珠 兰州大学博士 陈晓亮 兰州大学硕士 马肖云 兰州大学硕士 袁继龙 兰州大学硕士 郭维新 兰州大学硕士 苏 明 兰州大学硕士 张奇玮 中国院子能科学研究院
李 强 兰州大学硕士 程品晶 南华大学博士 原子能院博士后 赵 健 南华大学硕士 黄 兴 南华大学硕士 彭 猛 兰州大学硕士 石 斌 401硕士