近日，我校重离子核反应与光核反应团队、上海同步辐射光源SLEGS团队和河南省科学院核科学与技术研究所前沿核科学中心团队联合在上海光源（SSRF）的激光电子伽马源（SLEGS）实验站，成功测量了59Co在巨偶极共振能区内的光中子反应截面，相关成果发表于核物理国际顶尖期刊《物理评论C》（Physical Review C），我校物理学专业博士生周梦蝶与SLEGS团队郝子锐为论文共同第一作者，我校魏慧玲、上海光源SLEGS线站范功涛研究员、河南省科学院核科学与技术研究所马春旺教授为论文共同通讯作者。
图：59Co的（γ，n）反应截面，红色方块为本次基于上海光源SLEGS线站和FED阵列的实验测量结果
钴的光中子反应数据对辐射屏蔽设计、核废料处理及加速器驱动次临界系统开发至关重要。团队利用SLEGS新开发的4π平效率中子探测器（FED）阵列测量了59Co的光中子反应（γ,n）截面。FED阵列采用26个3He正比计数器，以低气压（2 atm）实现了约42%的平坦效率中子探测能力，显著降低了传统探测器对中子能量的依赖性。通过“环比技术”和Geant4模拟验证，该探测器在1 keV至4 MeV能区内效率稳定，为精确测量单中子、双中子事件提供了可靠工具。
对59Co的（γ，n）测量结果，现有主要结果由日本NewSUBARU装置、与Livermore实验室等提供。本次实验中入射伽马能量覆盖了从10.52 MeV（单中子反应阈能值）至18.95 MeV（双中子反应阈能值）的范围，所获得结果与日本NewSUBARU装置的测量结果高度吻合，验证了激光-电子康普顿散射（LCS）光源和FED阵列在（γ，n）反应实验测量中的可靠性。
实验结果同时显示，在能量高于17 MeV时，与Livermore实验室以及基于轫致辐射源的测量结果存在显著差异。本次实验还排除了在GDR共振区文献中报道的多峰结构，并发现国际评价数据库TENDL-2023在15 MeV以上能区明显低估了实验值。
基于实验数据，团队还提取了59Co的伽马强度函数（γSF），并首次计算了不稳定核素58Co的中子俘获截面。通过TALYS-1.96理论模型优化，发现Hybrid model与日本核数据库JENDL-5的评价结果最为接近。此项成果精确测量不仅解决了长期存在的数据分歧，为核数据提供了高精度实验支持，还为相关核技术的发展奠定了实验基础，还在核工程、辐射防护等领域具有重要应用价值。
（撰稿/图片：周梦蝶，审核/马春旺）
参考文献：
M.-D. Zhou, et al., Measurement of 59Co(γ, n)58Co using a new flat-efficiency neutron detector at the Shanghai Laser Electron Gamma Source, Phys. Rev. C 111 (2025) 054612, https://doi.org/10.1103/PhysRevC.111.054612