近日，北京師範大學核科學與技術學院何建軍教授團隊的研究成果以“Direct Measurement of Astrophysical 19F(p,αγ)16O Reaction in the Deepest Operational Underground Laboratory”為題，發表在物理類國際期刊《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。由於工作的重要性，本文被選為特色物理和編輯推薦（Featured in Physics and Editors’ Suggestion）的亮點文章。北京師範大學核科學與技術學院張立勇副教授為論文第一作者，何建軍教授為論文第一通訊作者，北京師範大學核科學與技術學院為論文的第一單位。
何建軍，北京師範大學核科學與技術學院教授，博士生導師。2001年獲中國科學院近代物理研究所粒子與核物理博士學位，2002-2006年在日本東京大學做日本學術振興會特別研究員（JSPS）博士後研究工作，2006-2008年在英國愛丁堡大學做博士後研究。2008-2016年受聘中國科學院近代物理研究所做中國科學院“百人計劃”研究員，核天體物理研究組組長。2016-2019年受聘中國科學院國家天文臺首席研究員，光學天文部/核天體物理研究團組負責人。國家級人才計劃入選者。2019年4月以“領軍人才”身份受聘北京師範大學教授，主持“錦屏深地核天體物理”重大專案課題，以及科技部國家重點研發專項子課題。
眾所周知，對於恆星平穩演化階段相對低溫環境中發生的熱核反應，決定反應率的有效伽莫夫視窗遠低於庫侖勢壘，反應截面甚小，直接測量十分困難。深地實驗室能夠極大地降低宇宙射線造成的干擾，提供本底極低的測量環境，有利於開展稀有反應事件的精確測量和研究。中國錦屏地下實驗室（CJPL）覆蓋岩層厚達2400多米，居世界之首。宇宙射線通量比義大利格蘭薩索地下LUNA實驗室還要低大約100倍。錦屏II期新建了8實驗洞用於開展多學科深地科學研究。
其中，A1實驗洞用於建設核天體物理JUNA實驗裝置。在基金委重大專案、中科院儀器專案以及中核集團自主投入專案的牽引下，JUNA實驗裝置由中國原子能科學研究院牽頭，聯合中科院近代物理研究所、北京師範大學、清華大學等科研單位於2020年底深地建成出束。研發了深地束流最強的400 kV加速器，建立了高效率大立體角的 BGO伽馬射線、中子探測器及帶電粒子探測器陣列，為重要核天體反應直接測量提供了世界一流的條件。
宇宙中氟元素的起源問題迄今仍然是一個謎，它是核天體物理的一個重要研究方向。有理論認為，AGB星是氟元素的主要合成場所，但由於缺乏與氟相關的一系列關鍵核反應在感興趣伽莫夫能區的實驗資料，目前的AGB星模型尚無法解釋天文觀測得到的氟超豐現象。19F(p,αγ)16O是AGB星中氟元素的主要消耗通道之一，它在伽莫夫能區（Ec.m. = 70~200 keV）的截面極低（大約在pb量級），由於宇宙射線本底的影響，人們一直無法對其進行直接測量。因此，對該反應的直接測量迫切需要在深地實驗室進行。
19F(p,αγ)16O反應直接測量是JUNA專案中的四個科學目標之一。JUNA專案子課題負責人何建軍教授帶領科研團隊經過幾年的艱苦攻關，成功研製出目前耐輻照能力最強的19F注入靶，並邁進地面實驗，積累了大量關鍵實驗技術和經驗。於2021年初，利用錦屏加速器提供的強流質子束，成功將該反應從之前的198 keV一直向下推進至72.4 keV能量點（目前深地條件下的極限），首次在AGB星感興趣的伽莫夫能區獲得了實驗資料，並與國際同行開展了理論方面合作，將之前0.01 GK溫度附近的反應率不確定度降低了2到3個數量級，極大地降低了該反應率在天體網路計算中引入的誤差。
作為JUNA實驗裝置的首批成果之一，19F(p,αγ)16O實驗的成功開展證明JUNA完全具備了進行深地核天體物理研究的能力，《物理評論快報》審稿人認為“實驗結果對解釋宇宙中懸而未決的氟超豐問題具有根本意義”，標誌著我國深地核天體物理研究將進入一個新的階段。該工作得到了國家自然科學基金重大專案和傑出青年科學基金專案的資助。
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北京師範大學核科學與技術學科要追溯到1958年成立的物理系核物理專業，是國內最早開展核科學與技術研究的單位之一。1979年，北京師範大學與北京市共建低能核物理研究所暨北京市輻射中心，2008年成立了核科學與技術學院。
學院是國內最早具有理論物理、粒子物理與核物理、凝聚態物理和核技術及應用博士學位授權的單位之一。此外，也是光學、材料物理與化學碩士學位授權的單位。經過985“非動力核技術科技創新平臺”建設和211工程建設，在核科學與技術理論與實驗和應用研究方面，特別在強流離子束、微弧氧化、離子束材料表面改性、X光調控技術、輻射物理、核電子學、重離子核物理等領域形成了自具特色的學科，在學科建設、科學研究、人才培養、社會服務等方面取得重要成就。
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注：文章部分素材來自北京師範大學新聞網、北京師範大學核科學與技術學院
