核天体物理中的中子诱发反应

探索存在于我们体内、我们的行星（地球）、我们的恒星（太阳）或我们的星系（银河系）中的化学元素的起源，只有通过透彻理解稳定和不稳定原子核的核物理性质才能得以解决。直到铁为止的元素要么是在大爆炸期间产生的，要么是在恒星内部的聚变反应中产生的，而大多数比铁重的元素是通过中子诱发反应产生的。因此，稳定和不稳定同位素的中子俘获截面非常重要。到目前为止，飞行时间法或活化法已成功应用，但一旦对半衰期短于几个月的同位素感兴趣时，这些方法便达到了极限。放射性束流设施、离子存储环和高通量反应堆或散裂源的结合，将允许对半衰期短至几分钟的同位素在宽能范围内直接测量中子诱发反应。其思想是在逆运动学中测量放射性离子上的中子诱发反应。这意味着放射性离子将穿过中子靶。为了高效利用稀有核素并提高亮度，可以将这些奇异核素存储在离子存储环中。中子靶可以是研究反应堆的堆芯，其中一个中心燃料元件被存储环的抽空束流管所取代。或者，环绕散裂源的大型慢化剂可以被离子存储环的束流管穿过。利用粒子探测器和 Schottky 能谱学，大多数重要的中子诱发反应，如 (n,$\gamma$)、(n,p)、(n,$\alpha$)、(n,2n) 或 (n,f)，都可以被研究。