世界最強流深地加速器首批成果發佈：我國核天體物理研究達國際先進_風聞

來源：中核集團

12月18日，我國首個深地核天體物理實驗項目——錦屏深地核天體物理實驗首批實驗成果發佈會在京舉行。首批發布4個核天體物理關鍵反應實驗研究，測量靈敏度和統計精度均高於國際同類裝置水平，達到國際核天體物理直接測量的最大曝光量、最寬能量範圍和最高靈敏度；標誌着我國核天體物理實驗研究步入國際先進行列，我國成為世界上第三個具備開展深地核天體物理研究的國家。

美國核天體物理聯合會前主席邁克爾·威徹，歐洲射線天體物理實驗室負責人羅蘭·戴爾、日本國家天文台尾野敏貴分別發來視頻祝賀和肯定。中國科學院院士張煥喬、詹文龍、林海青、高原寧、鄒冰松、王赤、蔡榮根、趙紅衞，國際原子能機構前副總幹事楊大助，中國核學會副理事長趙軍以及來自中科院、國家自然科學基金委、中核集團、清華大學、北京大學、北京師範大學、上海交通大學、原子能院等單位代表見證成果發佈。

延伸閲讀

在浩瀚無垠的宇宙中，恆星經歷着形成、演化、死亡的緩慢過程。這些星體發光發熱的能量來自其內部發生的熱核聚變反應，這不斷髮生的核過程為自然界所有化學元素提供了賴以生成的土壤。

核天體物理就是探索這一奇妙過程及其內在規律的學科，它主要運用核物理知識和規律闡釋宇宙中各種化學元素及其同位素合成的過程、時間、物理環境及丰度分佈，以及核過程對恆星結構及演化進程的影響。

核天體物理是基礎科學研究的前沿領域之一。我國物理學長期發展規劃中將核天體物理列為重要發展領域，而基於深地實驗室的天體核反應測量能夠提供最基礎和精確的實驗數據。

中國錦屏地下實驗室位於四川省涼山州錦屏山，是目前世界上最深的地下實驗室，垂直岩石覆蓋達2400米。為更好開展核天體物理關鍵反應直接測量研究，中國原子能科學研究院牽頭聯合中科院近物所、北京師範大學等國內外優勢力量，在中國錦屏地下實驗室完成深地加速器安裝運行。2020年12月26日，強流加速器成功出束，成為世界上最強流深地加速器，被習近平總書記讚譽為是“戰略高技術領域取得新跨越”成果之一。

成果一：25Mg(p,γ)26Al反應取得國際最高精度測量

上世紀八十年代天文觀測在銀河系星際介質中發現大量26Al，含量約為3倍太陽質量。而26Al壽命不到一百萬年，早期產生的26Al已經消亡殆盡，銀河系中如此多的26Al的來源成為天體物理關注熱點。

25Mg(p,γ)26Al反應是恆星中產生26Al的關鍵反應。25Mg(p,γ)26Al作為產生 26Al的關鍵反應對解釋26Al的來源問題具有重要意義。JUNA實驗實現了該反應中起決定作用的92keV共振國際最高精度測量，實驗結果作為國際物理學頂級期刊《科學通報》封面成果發表。

成果二：19F(p,αγ)16O取得國際最精確反應率數據

19F(p,αγ)16O是AGB星演化中的關鍵問題。目前天文觀測發現AGB星中存在氟超豐現象，氟的丰度比太陽系要高几十甚至上百倍，標準恆星模型無法解釋這種現象。19F(p,αγ)16O反應的精確測量將有助於解決氟超豐問題。JUNA的實驗首次將測量範圍拓展到天體物理能區，取得了國際上最精確的反應率數據，實驗研究成果發表在國際物理學頂級期刊《物理評論快報》並獲編輯推薦。

成果三：13C(α,n)16O反應首次完整覆蓋天體物理i-過程能區

13C(α,n)16O反應是重要的中子源反應。比鐵重的元素如何合成一直是核天體物理的最重要問題，現在知道大約有一半比鐵重的元素是通過慢速中子俘獲過程（s過程）形成。這一過程中的原料中子就是由13C(α,n)16O反應提供的。該反應的精確測量對於理解重元素的合成具有重要意義。JUNA實驗測量的能量範圍首次完整覆蓋天體物理i-過程能區，澄清了過去直接測量數據3倍的分歧。

成果四：12C(α, γ)16O反應測量實現國際最高靈敏度

12C(α, γ)16O反應是核天體物理實驗中最重要的反應，被譽為核天體物理的“聖盃”。一方面是由於該反應的重要性：直接決定了組成生命最重要的兩種元素，碳和氧在宇宙中的比例；對上至鈾的幾乎所有核素的丰度都有重要的影響；決定了大質量恆星演化的最終命運。另一方面是因為該反應機制複雜，截面極低，實驗測量非常困難。項目實驗測量達到了國際最低能量，接近了天體物理能區，並且實現了反應測量的最高靈敏度，向摘取“聖盃”跨出重要一步。