Izmerenie energeticheskogo spektra korotkoimpul'snykh istochnikov neytronov na osnove fotoyadernykh reaktsiy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Представлены результаты экспериментального исследования энергетического спектра нейтронов, генерируемых в фотоядерной реакции Pb(γ, n) с использованием короткоимпульсного лазерноплазменного источника электронов (1 ТВт, 10 Гц). Электронный пучок, ускоренный в струе азота, направлялся на свинцовый конвертер, где генерировалось тормозное γ-излучение, инициирующее реакцию фоторасщепления. Для измерения спектра нейтронов впервые применен времяпролетный метод в режиме счета нейтронов с использованием сцинтилляционного детектора на основе кристалла стильбена. Полученный спектр демонстрирует экспоненциальное распределение с характерной “температурой” ∼ 2 МэВ и максимальной энергией ∼ 8 МэВ. Разработанный метод имеет большие перспективы для исследований сечений фотоядерных реакций вблизи порога с использованием компактных лазерных систем или проектируемых источников γ-излучения на основе обратного комптоновского эффекта.

About the authors

S. A Shulyapov

E. M Starodubtseva

Email: starodubtceva.em19@physics.msu.ru

I. N Tsymbalov

A. Yu Zavorotnyy

M. A Bakulev

A. S Chepurnov

A. A Kuznetsov

A. B Savel'ev

References

  1. В. Г. Недорезов, С. Г. Рыкованов, А. Б. Савельев, Успехи физических наук 19(12), 1281 (2021).
  2. Л. В. Григоренко, Н. В. Антоненко, И. А. Артюков и др., ФИЗМАТ 1(3–4), 123 (2023).
  3. Б. С. Ишханов, И. М. Капитонов, Гигантский дипольный резонанс атомных ядер, НИИЯФ МГУ, М. (2008).
  4. A. H. Gaoa, W. Tornowa, Y. K. Wua, M. Gaid, and R. Miskimene, Progress in Particle and Nuclear Physics 62, 257303 (2009).
  5. V. S. Belyaev, B. V. Zagreev, A. Yu. Kedrov, A. V. Lobanov, A. P. Matafonov, V. V. Bolshakov, A. B. Savel’ev, I. M. Mordvintsev, I. N. Tsymbalov, S. A. Shulyapov, S. A. Pikuz, I. Yu. Skobelev, E. D. Filippov, A. Ya. Faenov, and V. P. Krainov, Physics of Atomic Nuclei 79, 648 (2016).
  6. A. Zilges, D. L. Balabanski, J. Isaak, and N. Pietralla, Progress in Particle and Nuclear Physics 122, 103903 (2022).
  7. K. Y. Hara, H. Harada, F. Kitatani, S. Goko, S. Y. Hohara, T. Kaihori, A. Makinaga, H. Utsunomiya, H. Toyokawa, and K. Yamada, Journal of Nuclear Science and Technology 44(7), 938 (2007).
  8. T. Shizuma, H. Utsunomiya, P. Mohr, T. Hayakawa, S. Goko, A. Makinaga, H. Akimune, T. Yamagata, M. Ohta, H. Ohgaki, and Y. W. Lui, Physical Review C – Nuclear Physics 72(2), 025808 (2005).
  9. R. Hajima, Physics Procedia 84, 35 (2016).
  10. A. J. Gonsalves, K. Nakamura, J. Daniels, C. Benedetti, C. Pieronek, T. C. H. De Raadt, S. Steinke, J. H. Bin, S. S. Bulanov, J. van Tilborg, and C. G. R. Geddes, Phys. Rev. Lett. 122(8), 084801 (2019).
  11. C. Aniculaesei, T. Ha, S. Yoffe, L. Labun, S. Milton, E. McCary M. M. Spinks, H. J. Quevedo, O. Z. Labun, R. Sain, and A. Hannasch, Matter and Radiation at Extremes 9(1), 014001 (2024).
  12. A. Macchi, M. Borghesi, and M. Passoni, Rev. Mod. Phys. 85(2), 751 (2013).
  13. A. Yogo, Z. Lan, Y. Arikawa, Y. Abe, S. R. Mirfayzi, T. Wei, T. Mori, D. Golovin, T. Hayakawa N. Iwata, and S. Fujioka, Phys. Rev. X 13(1), 011011 (2023).
  14. A. Kleinschmidt, V. Bagnoud, O. Deppert, A. Favalli, S. Frydrych, J. Hornung, D. Jahn, G. Schaumann, A. Tebartz, F. Wagner, and G. Wurden, Phys. Plasmas 25(5), 053101 (2018).
  15. M. Zimmer, S. Scheuren, A. Kleinschmidt, N. Mitura, A. Tebartz, G. Schaumann, T. Abel, T. Ebert, M. Hesse, ¸S. Zahter, and S. C. Vogel, Nat. Commun. 13(1), 1173 (2022).
  16. A. Alejo, A. G. Krygier, H. Ahmed, J. T. Morrison, R. J. Clarke, J. Fuchs, A. Green, J. S. Green, D. Jung, A. Kleinschmidt, and Z. Najmudin, Plasma Phys. Control. Fusion 59(6), 064004 (2017).
  17. I. Pomerantz, E. Mccary, A. R. Meadows, A. Arefiev, A. C. Bernstein, C. Chester, J. Cortez, M. E. Donovan, G. Dyer, E. W. Gaul, and D. Hamilton, Phys. Rev. Lett. 113(18), 184801 (2014).
  18. M. M. G¨unther, O. N. Rosmej, P. Tavana, M. Gyrdymov, A. Skobliakov, A. Kantsyrev, S. Zahter, N. G. Borisenko, A. Pukhov, and N. E. Andreev, Nat. Commun. 13(1), 70 (2022).
  19. J. Feng, C. Fu, Y. Li, X. Zhang, J. Wang, D. Li, C. Zhu, J. Tan, M. Mirzaie, Z. Zhang, and L. Chen, High Energy Density Physics 36, 100753 (2020).
  20. Y. Li, J. Feng, W. Wang, J. Tan, X. Ge, F. Liu, W. Yan, G. Zhang, C. Fu, and L. Chen, High Power Laser Science and Engineering 10, e33 (2022).
  21. Y. Arikawa, A. Morace, Y. Abe, N. Iwata, Y. Sentoku, A. Yogo, K. Matsuo, M. Nakai H. Nagatomo, K. Mima, and H. Nishimura, Physical Review Research 5(1), 1013062 (2023).
  22. I. N. Tsymbalov, R. V. Volkov, N. V. Eremin, K. A. Ivanov, V. G. Nedorezov, A. A. Paskhalov, A. L. Polonskij, A. B. Savel’ev, N. M. Sobolevskij, A. A. Turinge, and A. Shulyapov, Physics of Atomic Nuclei 30, 397 (2017).
  23. T. Mori, A. Yogo, T. Hayakawa, S. R. Mirfayzi, Z. Lan, Y. Abe, Y. Arikawa, D. Golovin, T. Wei, Y. Honoki, M. Nakai, K. Mima, H. Nishimura, S. Fujioka, and R. Kodama, Phys. Rev. C 104(1), 015808 (2021).
  24. A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115(19), 194802 (2015).
  25. I. Tsymbalov, D. Gorlova, S. Shulyapov, V. Prokudin, A. Zavorotny, K. Ivanov, R. Volkov, V. Bychenkov, V. Nedorezov, A. Paskhalov, N. Eremin, and A. Savel’ev, Plasma Phys. Control. Fusion 61(7), 075016 (2019).
  26. I. Tsymbalov, D. Gorlova, K. Ivanov, E. Starodubtseva, R. Volkov, I. Tsygvintsev, Yu. Kochetkov, Ph. Korneev, A. Polonski, and A. Savel’ev, Phys. Rev. Lett. 134(2), 025101 (2025).
  27. F. Salehi, M. Le, L. Railing, M. Kolesik, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. X 11(2), 021055 (2021).
  28. S. Meigo, F. Maekawa, H. Nakashima, and T. Ino, Journal of Nuclear Science and Technology 37(sup1), 789 (2000).
  29. S. R. Mirfayzi, S. Kar, H. Ahmed et al. (Collaboration), Rev. Sci. Instrum. 86(7), 073308 (2015).
  30. N. Izumi, Y. Sentoku, H. Habara, K. Takahashi, F. Ohtani, T. Sonomoto, R. Kodama, T. Norimatsu, H. Fujita, Y. Kitagawa, Y. Kitagawa, K. Mima, K. A. Tanaka, and T. Yamanaka, Phys. Rev. E 65(3), 036413 (2002).
  31. Д. А. Горлова, А. Ю. Заворотный, И. Н. Цымбалов, К. А. Иванов, С. А. Шуляпов, Р. В. Волков, А. Б. Савельев, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования 8, 22 (2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук