s-/r-过程及0νββ能区锗同位素链中子俘获截面高精度测量方案

^(74)Ge(n,γ)反应是大质量恒星氦核心和碳燃烧壳层弱s-过程中的关键反应,^(76)Ge(n,γ)反应是弱r-过程中的重要反应。两反应决定了宇宙中^(74,76)Ge的丰度。同时^(74,76)Ge(n,γ)反应又是国际上正在开展的GERDA组和MAJORANA组^(76)Ge无中微子双β衰变实验中需要精确测量的中子诱导的主要本底反应。当前已有的实验数据受实验条件或中子能区的限制,存在精度不高且部分能区缺失的情况。本工作计划基于中国散裂中子源(CSNS)反角通道白光中子源实验终端很宽的能谱以及优异的时间结构特性,应用C6D6探测器开展^(74,76)Ge中子俘获反应的高精度测量研究,给出10keV~5MeV能区的截面值。特别是天体物理最关注的30keV附近能区反应截面的直接测量工作,将为理解大质量恒星s-/r-过程提供关键的核物理输入量,帮助解决美国国家科学委员会于2002年在《发现》杂志上提出的21世纪尚未解决的11个重大物理问题之三,"从铁到铀的元素是如何产生的?"这一重大物理问题。同时,为正在开展的分别位于意大利格兰萨索地下实验室GERDA合作组和位于美国桑福德地下实验室MAJORANA合作组^(76)Ge核0vββ实验、以及锦屏深地实验室(CJPL)清华大学中国暗物质实验合作组(CDEX)未来吨量级的高纯锗探测器0vββ实验研究,提供精确的本底反应数据。