La secció transversal de la reacció de fotoneutrons és un paràmetre clau en les aplicacions de la física nuclear, l'astrofísica nuclear i la tecnologia nuclear. Des de la dècada de 1960, han persistit discrepàncies sistemàtiques entre les dades mesurades pel Laboratori Nacional Lawrence Livermore als Estats Units i el Centre d'Investigació Nuclear de Saclay a França utilitzant fonts gamma d'aniquilació de vol de positrons. Malgrat les múltiples avaluacions experimentals, aquestes discrepàncies no s'han resolt completament, la qual cosa ha requerit una nova mesura i una reavaluació.
La font de gamma d'electrons làser de Xangai (SLEGS) és la primera línia de raigs gamma-del món per sota de 22 MeV, basada en la dispersió làser Compton amb mode d'incidència inclinada, construïda com a part de la segona fase de la instal·lació de radiació de sincrotró de Xangai. Ajustant l'angle d'interacció entre el làser i el feix d'electrons a l'anell d'emmagatzematge de la instal·lació de radiació de sincrotró de Xangai, SLEGS produeix raigs gamma quasi-monocromàtics amb energies ajustables contínuament que van des de 0,66 MeV fins a 21,7 MeV. Operatiu des del 2023, SLEGS ofereix una resolució energètica del 5% al 15% i un alt flux de 105a 107fotons/s, proporcionant una plataforma experimental avançada per a la investigació de reaccions fotonuclears. L'equip d'investigació del làser gamma va mesurar les seccions transversals de la reacció de fotoneutrons (, 1n).197Au i159Tb, validant la metodologia específica de SLEGS-per a la mesura de la secció transversal de fotoneutrons. Aquest treball estableix les bases de la investigació i proporciona condicions experimentals per resoldre discrepàncies sistemàtiques en les dades fotonuclears.
Recentment, un esforç de col·laboració amb l'Institut de Recerca Avançada de Xangai de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, l'Institut de Física Aplicada de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, la Universitat de l'Acadèmia Xinesa de Ciències i la Universitat de Fudan va utilitzar el feix gamma quasi-monocromàtic generat per SLEGS per mesurar les seccions transversals de fotoneutrons de197Au i159Tb utilitzant un-detector de neutrons d'eficiència plana (detector FED) de desenvolupament propi.
L'experiment va reconstruir l'espectre gamma incident mitjançant un mètode de desconvolució directa i va emprar una tècnica de proporció per inferir l'energia mitjana dels neutrons i l'eficiència del detector. Les dades de la secció transversal monoenergètica es van obtenir mitjançant el mètode d'Oslo. Els resultats mostren que les dades SLEGS són coherents amb les mesures de la font gamma de dispersió làser Compton a les instal·lacions de NewSUBARU del Japó i superen les dades de les fonts gamma d'aniquilació de vol de positrons utilitzades pel Laboratori Nacional Lawrence Livermore i el Centre de Recerca Nuclear de Saclay. Això valida la fiabilitat de la instal·lació SLEGS i la seva metodologia de mesura, posant les bases per resoldre discrepàncies en les dades d'altres nuclids en el futur.
Els resultats de la investigació relacionats es van publicar a Science Bulletin. L'estudi va rebre el suport del Programa Nacional de R+D clau de la Xina i la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina, entre altres fonts.