核能安全研究所低能强流核物理实验平台首批实验取得重要科技成果
文章来源：陈思泽 发布时间：2025-12-26
近日，北京师范大学与核能安全所的合作研究成果在国际物理学顶级期刊Physical Review Letters（《物理评论快报》）上正式发表。该成果依托双方共建的“低能强流核物理实验平台”完成，是该平台自建成运行以来取得的首批重要实验进展之一。
低能强流核物理实验平台基于核能安全所已有的强流加速器中子源科学装置改造而成，是该装置的重要拓展应用，具备在低本底探测环境下提供稳定的 mA级低能强流粒子束，配套多通道谱仪系统和高精度数据采集链路，满足低能核天体物理与先进核能等研究需求。平台的整体性能及相关前期研究已发表在期刊Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A（《物理研究中的核仪器和方法A》）上。
本研究充分利用该平台的高亮度束流与低本底探测系统，实现了对¹⁴N(p,γ)¹⁵O反应天体S因子的高精度测量。天体S因子用于刻画低能核反应在克服库仑势垒后的反应强度，是将实验测量结果外推至恒星内部能区的关键物理量。¹⁴N(p,γ)¹⁵O反应是研究太阳 CNO 循环的瓶颈反应，其截面精度直接影响太阳模型与金属丰度的理论推断。本次实验显著提升了¹⁴N(p,γ)¹⁵O反应天体S因子的测量精度，为解决长期存在的“太阳成分问题”提供了关键实验数据，受到国际同行的广泛关注。
展望未来，低能强流核物理实验平台将继续围绕国际科学前沿与国家重大科技需求，开展系统性实验研究，为核物理及核能前沿研究提供高水平条件支撑。
论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/q756-hzmt
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900223003911
图1 本次实验获得的γ能谱图
图2 本次实验获得的核天体物理S因子
