美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實驗室的Chi-Nu 物理實驗結果為加強核安應用、了解臨界安全和設計快中子能反應器提供了前所未見的重要數據。Chi-Nu 計畫是一項測量中子誘發裂變所發射的中子能譜的長達數年的實驗，最近完成了對鈾-238、鈾-235 和鈽-239 這三種主要錒系元素最詳細、最廣泛的不確定性分析。

海梅-戈麥斯（Jaime Gomez）（左）和基根-凱利（Keegan Kelly）正在安裝Chi-Nu 實驗，校準探測器的距離，並為裂變計數目標（中）安裝氣體管道。資料來源：洛斯阿拉莫斯國家實驗室

洛斯阿拉莫斯國家實驗室物理學家基根-凱利（Keegan Kelly）說：「核分裂和相關的核連鎖反應在80 多年前才被發現，實驗人員仍在努力提供主要錒系元素裂變過程的全貌。在整個專案過程中，我們觀察到了裂變過程的明顯特徵，而在許多情況下，這些特徵在以前的任何實驗中都從未被觀察到過”。洛斯阿拉莫斯團隊對同位素鈾-238 的最後一項Chi-Nu 研究最近發表在《物理評論C》雜誌上。該實驗測量了鈾-238 的瞬時裂變中子譜：誘發裂變的中子的能量–撞入原子核並使其分裂的中子–以及由此釋放出的中子潛在的廣泛能量分佈（譜）。Chi-Nu 實驗的重點是”快速中子誘發”裂變，入射中子的能量高達數百萬電子伏特，在這方面的測量通常很少。物理學家基根-凱利（Keegan Kelly）為Chi-Nu 實驗安裝了一個裂變計數靶，其中含有約100 毫克的相關錒系元素。該裝置包括54 個液體閃爍中子探測器和22 個鋰玻璃探測器，用於測量不同能量範圍的中子。資料來源：洛斯阿拉莫斯國家實驗室裂變相關工作的重要數據與對鈾-235 和鈽-239 進行的類似測量一樣，Chi-Nu 實驗的結果現在在許多情況下是指導現代評估瞬時裂變中子譜的主要實驗數據來源。這些數據為核模型、蒙特卡羅計算、反應器性能計算等提供了依據。錒系元素及其可能發生的鍊式反應對核武和能源反應器非常重要。(錒系元素是指原子序數從89 到103 的15 種元素，它們都具有放射性。) 當一個原子核發生裂變或分裂時，會釋放出幾個中子，有可能引起鄰近原子核的裂變，從而產生鍊式反應。鍊式反應中發生後續反應的機率取決於裂變中子的能量。LANSCE 的實驗過程Chi-Nu 實驗在洛斯阿拉莫斯中子科學中心（LANSCE）的武器中子研究設施中進行，它依賴於測試多個能量範圍的精密儀器。LANSCE 質子束擊中鎢靶，產生的中子沿著飛行路徑飛向Chi-Nu 設備。當這些中子擊中鈾-238 同位素時，就會發生裂變事件，即鈾-238 核分裂，並被記錄下來。然後，根據實驗的能量範圍，在液體閃爍體或鋰玻璃偵測器陣列中測量裂變事件發射出的中子，這兩種偵測器都會記錄中子在偵測器內引起的閃光。未來的應用研究人員繼續勾勒錒系同位素的全貌。在核臨界與安全計畫資助的相鄰工作中，Chi-Nu 實驗小組目前正在收集和分析有關鈽240 和鈾233 的數據。隨著實驗科學辦公室測量工作的結束，團隊正尋求將裂變中子測量所獲得的技能和方法應用於一系列其他同位素的測量。他們也正在努力轉向測量中子散射反應發射的中子。在這些反應中，中子穿過材料，同時沉積能量。在測量發射的中子和伽馬射線能量和角光譜的同時，也要測量反應發生的機率，通常稱為中子散射截面。