12月18日，我國(guó)首個(gè)深地核天體物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——錦屏深地核天體物理實(shí)驗(yàn)首批實(shí)驗(yàn)成果發(fā)布會(huì)在京舉行。首批發(fā)布4個(gè)核天體物理關(guān)鍵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)量靈敏度和統(tǒng)計(jì)精度均高于國(guó)際同類裝置水平，達(dá)到國(guó)際核天體物理直接測(cè)量的最大曝光量、最寬能量范圍和最高靈敏度；標(biāo)志著我國(guó)核天體物理實(shí)驗(yàn)研究步入國(guó)際先進(jìn)行列，我國(guó)成為世界上第三個(gè)具備開展深地核天體物理研究的國(guó)家。

美國(guó)核天體物理聯(lián)合會(huì)前主席邁克爾·威徹，歐洲射線天體物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人羅蘭·戴爾、日本國(guó)家天文臺(tái)尾野敏貴分別發(fā)來(lái)視頻祝賀和肯定。中國(guó)科學(xué)院院士張煥喬、詹文龍、林海青、高原寧、鄒冰松、王赤、蔡榮根、趙紅衛(wèi)，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)前副總干事楊大助，中國(guó)核學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)趙軍以及來(lái)自中科院、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中核集團(tuán)、清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)、上海交通大學(xué)、原子能院等單位代表見證成果發(fā)布。

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在浩瀚無(wú)垠的宇宙中，恒星經(jīng)歷著形成、演化、死亡的緩慢過(guò)程。這些星體發(fā)光發(fā)熱的能量來(lái)自其內(nèi)部發(fā)生的熱核聚變反應(yīng)，這不斷發(fā)生的核過(guò)程為自然界所有化學(xué)元素提供了賴以生成的土壤。

核天體物理就是探索這一奇妙過(guò)程及其內(nèi)在規(guī)律的學(xué)科，它主要運(yùn)用核物理知識(shí)和規(guī)律闡釋宇宙中各種化學(xué)元素及其同位素合成的過(guò)程、時(shí)間、物理環(huán)境及豐度分布，以及核過(guò)程對(duì)恒星結(jié)構(gòu)及演化進(jìn)程的影響。

核天體物理是基礎(chǔ)科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域之一。我國(guó)物理學(xué)長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中將核天體物理列為重要發(fā)展領(lǐng)域，而基于深地實(shí)驗(yàn)室的天體核反應(yīng)測(cè)量能夠提供最基礎(chǔ)和精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室位于四川省涼山州錦屏山，是目前世界上最深的地下實(shí)驗(yàn)室，垂直巖石覆蓋達(dá)2400米。為更好開展核天體物理關(guān)鍵反應(yīng)直接測(cè)量研究，中國(guó)原子能科學(xué)研究院牽頭聯(lián)合中科院近物所、北京師范大學(xué)等國(guó)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)力量，在中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室完成深地加速器安裝運(yùn)行。2020年12月26日，強(qiáng)流加速器成功出束，成為世界上最強(qiáng)流深地加速器，被習(xí)近平總書記贊譽(yù)為是“戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域取得新跨越”成果之一。

成果一：25Mg(p,γ)26Al反應(yīng)取得國(guó)際最高精度測(cè)量

上世紀(jì)八十年代天文觀測(cè)在銀河系星際介質(zhì)中發(fā)現(xiàn)大量26Al，含量約為3倍太陽(yáng)質(zhì)量。而26Al壽命不到一百萬(wàn)年，早期產(chǎn)生的26Al已經(jīng)消亡殆盡，銀河系中如此多的26Al的來(lái)源成為天體物理關(guān)注熱點(diǎn)。

25Mg(p,γ)26Al反應(yīng)是恒星中產(chǎn)生26Al的關(guān)鍵反應(yīng)。25Mg(p,γ)26Al作為產(chǎn)生 26Al的關(guān)鍵反應(yīng)對(duì)解釋26Al的來(lái)源問(wèn)題具有重要意義。JUNA實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了該反應(yīng)中起決定作用的92keV共振國(guó)際最高精度測(cè)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為國(guó)際物理學(xué)頂級(jí)期刊《科學(xué)通報(bào)》封面成果發(fā)表。

成果二：19F(p,αγ)16O取得國(guó)際最精確反應(yīng)率數(shù)據(jù)

19F(p,αγ)16O是AGB星演化中的關(guān)鍵問(wèn)題。目前天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)AGB星中存在氟超豐現(xiàn)象，氟的豐度比太陽(yáng)系要高幾十甚至上百倍，標(biāo)準(zhǔn)恒星模型無(wú)法解釋這種現(xiàn)象。19F(p,αγ)16O反應(yīng)的精確測(cè)量將有助于解決氟超豐問(wèn)題。JUNA的實(shí)驗(yàn)首次將測(cè)量范圍拓展到天體物理能區(qū)，取得了國(guó)際上最精確的反應(yīng)率數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)研究成果發(fā)表在國(guó)際物理學(xué)頂級(jí)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》并獲編輯推薦。

成果三：13C(α,n)16O反應(yīng)首次完整覆蓋天體物理i-過(guò)程能區(qū)

13C(α,n)16O反應(yīng)是重要的中子源反應(yīng)。比鐵重的元素如何合成一直是核天體物理的最重要問(wèn)題，現(xiàn)在知道大約有一半比鐵重的元素是通過(guò)慢速中子俘獲過(guò)程（s過(guò)程）形成。這一過(guò)程中的原料中子就是由13C(α,n)16O反應(yīng)提供的。該反應(yīng)的精確測(cè)量對(duì)于理解重元素的合成具有重要意義。JUNA實(shí)驗(yàn)測(cè)量的能量范圍首次完整覆蓋天體物理i-過(guò)程能區(qū)，澄清了過(guò)去直接測(cè)量數(shù)據(jù)3倍的分歧。

成果四：12C(α, γ)16O反應(yīng)測(cè)量實(shí)現(xiàn)國(guó)際最高靈敏度

12C(α, γ)16O反應(yīng)是核天體物理實(shí)驗(yàn)中最重要的反應(yīng)，被譽(yù)為核天體物理的“圣杯”。一方面是由于該反應(yīng)的重要性：直接決定了組成生命最重要的兩種元素，碳和氧在宇宙中的比例；對(duì)上至鈾的幾乎所有核素的豐度都有重要的影響；決定了大質(zhì)量恒星演化的最終命運(yùn)。另一方面是因?yàn)樵摲磻?yīng)機(jī)制復(fù)雜，截面極低，實(shí)驗(yàn)測(cè)量非常困難。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)測(cè)量達(dá)到了國(guó)際最低能量，接近了天體物理能區(qū)，并且實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)測(cè)量的最高靈敏度，向摘取“圣杯”跨出重要一步。