用于提升关键恒星 (n,$\gamma$) 测量灵敏度的新型探测系统

中子俘获截面测量在天体物理现象研究中具有基础性作用，例如在红巨星与大质量恒星中运行的慢中子俘获（s-）核合成过程。然而，采用飞行时间（TOF）技术对关键 $s$-过程核进行中子俘获测量往往具有挑战性。困难来自于可用质量有限（$\sim$mg），以及在不稳定 $s$-过程分支点情况下与样品相关的高本底。对作为 $s$-过程瓶颈的中子幻数核的测量受到低 (n,$\gamma$) 截面与主导的中子散射本底的困扰。克服这些实验挑战需要将具有高瞬时通量的设施（如 n_TOF-EAR2）与具有增强探测灵敏度及高计数率能力的探测系统相结合。本文综述了 n_TOF 上用于 (n,$\gamma$) 测量的一些最新探测系统发展，例如 i-TED——一种利用康普顿成像技术降低主导中子散射本底的革新性探测系统，以及 s-TED——一种面向高通量设施的高度分段总能量探测器。讨论将以关键 $s$-过程分支点反应 $^{79}$Se(n,$\gamma$) 的首次测量结果为例加以说明。