近日，由原子能院聯合復旦大學、上海交通大學、高能物理研究所、物理研究所、北京應用物理與計算數學研究所、北京師范大學、國家天文臺以及上海高等研究院開展了“處于等離子體環境中7Li(D, n)(氘離子與鋰-7離子發生聚變反應產生中子)天體物理S因子的首次實驗測量”研究，為未來在極端等離子體環境中測量核反應參數提供了研究參考，為激光等離子體物理和激光核物理相關研究在核物理基礎和高能量密度物理研究等領域的發展和應用提供重要理論依據、實驗方法和數據支撐，促進了學科間的發展和交叉融合。該研究成果發表于國際核物理領域頂級期刊Physics Letters B(《物理快報B》)，通訊作者為原子能院核物理研究所呂沖副研究員、復旦大學符長波教授、原子能院核物理研究所郭冰研究員，第一作者為上海交通大學博士生王文釗。

7Li(D, n)反應實驗設置

近年來，隨著強激光技術的迅速發展，其成為了繼加速器和反應堆之后研究核科學的一種新手段，并形成了一門新的交叉學科——激光核物理。其中，基于強激光裝置開展極端等離子體環境中的核反應研究具有十分重要的基礎研究和應用需求價值。在核物理基礎和高能量密度物理研究等領域，強激光是實驗室中產生類似于恒星或者高能量密度環境的重要途徑之一，是研究高溫、高密等離子體環境下核反應機制的理想途徑，對研究宇宙原初核合成和恒星Li豐度問題，以及理解極端等離子體環境對核參數的影響均具有重要意義。

7Li(D，n)反應在全等離子體和非等離子體環境中的天體物理S因子的比較

等離子體是由大量離子、電子等多種粒子所組成的準電中性物質。在激光驅動的噴流對撞相互作用過程中，存在多種不穩定性，會產生高強度的電磁場，并且在實驗過程中每一發激光也存在不確定性，這些都對測量聚變反應中的核反應截面帶來了極大的困難。在本研究中，項目團隊利用中科院上海光學精密機械研究所的“神光-II”激光裝置，通過兩團相向運動的等離子體噴流對撞方法，開展等離子體環境中的7Li(D, n)反應實驗研究，建立了等離子體對撞過程研究氘鋰聚變反應的理論模型及數值模擬程序，利用核反應相互刻度的方法，消除了等離子體不穩定性和激光參數不穩定性對實驗測量的影響，首次實驗測量了等離子體環境中7Li(D, n)的天體物理S因子。研究結果證明在Gamow窗口173keV能量附近，電子庫侖屏蔽效應沒有影響與鋰豐度之謎有關的Li-7消耗反應。

該項研究工作獲得了國家自然科學基金、財政部穩定支持經費、中核集團青年英才以及原子能院院長基金等項目支持。未來項目團隊將繼續基于國內大型激光裝置以及原子能院建成的百太瓦激光裝置，開展等離子體環境中的核反應等研究。