Direct Neutron Reactions in Storage Rings Utilizing a Supercompact Cyclotron Neutron Target
Notice bibliographique
Résumé
We propose a new approach for a high-density free-neutron target, primarily aimed at nuclear astrophysics reaction studies in inverse kinematics with radioactive ions circulating in a storage ring. The target concept integrates four key subsystems: a neutron production source driven by a supercompact cyclotron utilizing $^9$Be($p,xn$) reactions, an optimized moderator/reflector assembly using either heavy water or beryllium oxide with a graphite reflector shell to thermalize fast neutrons, a cryogenic liquid hydrogen moderator to maximize thermal neutron density in the interaction region, and beam pipe geometries that enable neutron-ion interactions while maintaining vacuum conditions for ion circulation. This integrated approach focuses on the feasibility by incorporating readily available technologies. Using a commercial supercompact cyclotron delivering a proton beam of 130 $μ$A, the design achieves thermal neutron areal densities of $\sim3.4\times10^{6}$\,n/cm$^2$ for a proof-of-concept demonstrator at the CRYRING ion-storage ring at GSI Darmstadt. This autonomous accelerator-target assembly design enables deployment at both, in-flight and ISOL facilities, to exploit their complementary production mechanisms. Potential upgrades based on higher-energy and/or higher-current cyclotrons will enable an increase in areal density to $\sim$10$^9$ n/cm$^2$. In combination with a customized low-energy storage ring and a radioactive ion-beam facility, the proposed solution could deliver luminosities above 10$^{23}$ cm$^{-2}$ s$^{-1}$, thereby enabling neutron capture measurements of $\sim$mb cross sections within a few days of experiment. The proposed system represents a significant milestone towards enabling large neutron-capture surveys on short-lived nuclei, thereby opening a new avenue for understanding the synthesis of heavy elements in our universe. Accepted in PRAB.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».