大爆炸原初核合成标准模型预言的重于7Li核素的丰度远低于最古老恒星的观测值,为此核天体物理学家提出了各种重子数密度不均匀的非标准模型。8Li(α, n)11B反应是非标准原初核合成模型与超新星r-过程中的关键反应之一,精确测定其截面有重要意义。到目前为止共有四个研究小组作过实验测量,结果存在很大分歧。为了澄清现有测量的分歧,我们计划进行一个能点的精确测量。利用HI-13串列加速器次级束装置产生的8Li束轰击4He气体靶,通过探测中子的方法测量Ec.m.=2.7 MeV附近8Li(α, n)11B反应的截面。在次级靶上游设置飞行时间和DE探测系统,用以鉴别次级束中的8Li离子并给出中子探测器的触发信号,排除本底对测量的干扰。拟使用20个镶嵌在高密度聚乙烯慢化体中的3He正比管作为中子探测器,进行全立体角测量。
8Li(a,n)11B,8Li(n,g)9Li 和8Li(d,p)9Li是重子密度非均匀大爆炸核合成模型中的三个关键反应。我们通过轻重反应产物符合的实验方案,测量了8Li(d, p)9Li反应的角分布,结合DWBA计算导出了9Li基态的中子的谱因子为0.68±0.14。利用谱因子与辐射俘获反应截面的关系,在国际上率先确定了对超新星爆发快速中子俘获过程和大爆炸原初核合成有重要意义的8Li(n??,g)?9Li反应率。该成果在Phys. Rev. C(Rapid Communication)上发表, 并在2005年日本东京 "Origin of Matter and Evolution of Galaxies"国际会议上报告。目前,文章中的实验数据已为IAEA收录,文章中所使用的理论分析方法也引起了国际同行专家的兴趣。利用镜像核的电荷对称性,我们通过9Li中子虚衰变的ANC计算出9C质子虚衰变的ANC,进而得出了高温pp反应链中的重要反应8B(p,g)9C的天体物理S因子和反应率以及证实了9C的质子晕结构。