Measurement method of (n, γ) reaction cross section based on gamma total absorption facility

为了填补国内中子辐射俘获反应实验数据的空白，中国原子能科学研究院核数据重点实验室研制了由40个BaF2探测单元组成的γ全吸收型探测装置(GTAF)。2019年该装置完成向中国散裂中子源反角白光中子束线的搬迁，基于飞行时间方法开展了中子辐射俘获反应截面测量方法的研究。通过对197Au样品多次实验测量数据的综合分析，证明了BaF2探测单元能量分辨率的长期稳定性，并确定了在线测量的实验条件：符合时间窗64 ns、多重性Mγ≥2、γ射线加和能阈值3.5 MeV≤Esum≤ 8 MeV、采用标准φ30 mm束斑。为提升效应本底比，设计加工铝合金真空管道和配套的含硼聚乙烯材质的中子吸收体，有效降低了样品处散射中子产生的本底。经过数据分析完成各项本底扣除后，得到了0.3 eV~10 keV能区197Au (n,γ)反应截面的初步结果，与ENDF (Evaluated Nuclear Data File)评价数据吻合度较高，充分验证了GTAF装置的可靠性及在线测量方法的可行性。后续研究将发挥GTAF装置对γ射线全吸收的优势，聚焦于小样品量、截面较小核素与裂变核素的(n,γ)反应截面测量工作，为国内核事业的发展提供重要的实验数据支撑。