近期，南华大学核科学技术学院冯松课题组基于中国散裂中子源的反角白光中子束线（CSNS Back-n）开展了全能区的天然铅和高纯铋透射率实验，获得了0.3 eV-20 MeV能区的高质量铅铋中子全截面数据，这一成果对于先进铅基核能系统开发以及核物理研究具有重要参考价值，相关研究成果已相继发表于《Chinese Physics C》和《Nuclear Science and Techniques》期刊。

图1 基于CSNS Back-n测量铅铋中子全截面的实验布局

中子全截面是最基础的中子核数据之一，也是确定核反应理论中光学模型势参数的基本数据。准确描述和测量中子全截面对于核反应堆设计和运行、辐射防护与核安全、基础物理与天体物理研究等领域具有重要意义。

本研究采用了基于多层裂变电离室的NTOX谱仪，结合透射法和中子飞行时间法对天然铅、高纯铋样品进行中子全截面测量。实验选取了6 mm和20 mm厚的铋样品以及10 mm厚的天然铅样品。通过对原始数据进行离线处理，包括信号提取、中子飞行时间定时、飞行距离刻度以及本底扣除等，首次通过一次实验测量获得了极宽能区（包含共振区）的铅铋中子全截面数据。

图2 铋中子全截面实验结果与现有的实验值以及评价数据的比较

图3 天然铅中子全截面实验结果与现有的实验值、评价数据以及理论结果的比较

实验结果与现有的实验值以及评价数据进行了对比，并基于测量结果开展了铋的中子共振参数分析和天然铅的理论截面计算，理论结果与实验符合较好，验证了程序中物理模型的可靠性。成果不仅为先进铅基核能系统设计与应用提供了参数化的截面数据支持，也为相关核数据评价提供了高质量的参考。

本研究以南华大学核科学技术学院硕士生薛洁明为第一作者，冯松副教授为论文通讯作者，CSNS Back-n合作组在束流维护和数据分析上给予了大力支持。该工作得到了国家自然科学基金项目、核数据重点实验室项目、国家重点研发计划项目、湖南省自然科学基金项目等项目的资助。（ 薛洁明）