Penampang reaksi fotoneutron adalah parameter kunci dalam fisika nuklir, astrofisika nuklir, dan aplikasi teknologi nuklir. Sejak tahun 1960-an, perbedaan sistematis terus terjadi antara data yang diukur oleh Laboratorium Nasional Lawrence Livermore di Amerika Serikat dan Pusat Penelitian Nuklir Saclay di Prancis menggunakan sumber gamma pemusnahan penerbangan positron. Meskipun telah dilakukan beberapa evaluasi eksperimental, kesenjangan ini belum sepenuhnya terselesaikan sehingga memerlukan pengukuran ulang dan penilaian ulang.
Sumber Gamma Elektron Laser Shanghai (SLEGS) adalah garis pancaran sinar gamma-pertama di dunia di bawah 22 MeV, berdasarkan hamburan laser Compton dengan mode insiden miring, yang dibangun sebagai bagian dari fase kedua Fasilitas Radiasi Sinkronisasi Shanghai. Dengan menyesuaikan sudut interaksi antara laser dan berkas elektron di cincin penyimpanan Fasilitas Radiasi Sinkronisasi Shanghai, SLEGS menghasilkan sinar gamma kuasi-monokromatik dengan energi yang dapat disesuaikan terus menerus mulai dari 0,66 MeV hingga 21,7 MeV. Beroperasi sejak tahun 2023, SLEGS menawarkan resolusi energi 5% hingga 15% dan fluks tinggi 105sampai 107foton/s, menyediakan platform eksperimental canggih untuk penelitian reaksi fotonuklir. Tim peneliti laser gamma mengukur penampang reaksi fotoneutron ( , 1n).197Au dan159Tb, memvalidasi metodologi khusus SLEGS-untuk pengukuran penampang fotoneutron. Karya ini meletakkan dasar penelitian dan memberikan kondisi eksperimental untuk menyelesaikan perbedaan sistematis dalam data fotonuklir.
Baru-baru ini, upaya kolaboratif yang melibatkan Shanghai Advanced Research Institute of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai Institute of Applied Physics of the Chinese Academy of Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, dan Fudan University memanfaatkan sinar gamma kuasi-monokromatik yang dihasilkan oleh SLEGS untuk mengukur penampang fotoneutron dari197Au dan159Tb menggunakan Flat Efficiency Neutron Detector Array (FED detector) yang dikembangkan sendiri.
Eksperimen tersebut merekonstruksi spektrum gamma yang terjadi menggunakan metode dekonvolusi langsung dan menggunakan teknik rasio untuk menyimpulkan energi neutron rata-rata dan efisiensi detektor. Data penampang monoenergi diperoleh dengan menggunakan metode Oslo. Hasilnya menunjukkan bahwa data SLEGS konsisten dengan pengukuran dari sumber gamma hamburan laser Compton di fasilitas NewSUBARU Jepang dan mengungguli data dari sumber gamma pemusnahan penerbangan positron yang digunakan oleh Laboratorium Nasional Lawrence Livermore dan Pusat Penelitian Nuklir Saclay. Hal ini memvalidasi keandalan fasilitas SLEGS dan metodologi pengukurannya, sehingga meletakkan dasar untuk menyelesaikan perbedaan data untuk nuklida lain di masa depan.
Temuan penelitian terkait dipublikasikan di Buletin Sains. Penelitian ini mendapat dukungan dari National Key R&D Program of China dan National Natural Science Foundation of China, serta sumber-sumber lainnya.