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　　在浩瀚無垠的宇宙中，恒星經(jīng)歷著形成、演化、死亡的緩慢過程。這些星體發(fā)光發(fā)熱的能量來自其內(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程、時(shí)間、物理環(huán)境及豐度分布，以及核過程對(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的來源問題具有重要意義。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題，現(xiàn)在知道大約有一半比鐵重的元素是通過慢速中子俘獲過程(s過程)形成。這一過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-過程能區(qū)，澄清了過去直接測(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。