Medidas de seções de choque de reações nucleares utilizando prótons com energias menores que 30 MeV

• Main Author: Gutiérrez, Francis Bringas
• Other Authors: Lejbman, Iuda Dawid Goldman Vel
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2003
• Subjects: Cross sections; Espectroscopia gama; Gamma ray spectroscopy; Nuclear reactions; Radiotividade residual; Reações nucleares; Residual radioactivity; Seções de choque
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-19022014-162323/

Alvos naturais de Mg, Al, Si, Cr, Ti, Ni e Zr foram irradiados com prótons e as seções de choque para várias reações nucleares foram determinadas a energias inferiores a 30 MeV. As irradiações foram efetuadas nos ciclotrons CV-28 e CYCLONE 30 do IPEN, que possuem energia nominal de 24 e 30 MeV, respectivamente. O feixe de prótons foi monitorado por meio de lâminas de Cu ou a partir da formação de nuclídeos na própria amostra com seção de choque conhecida para as energias utilizadas. Especial interesse foi dedicado às reações raras di tipo (p, 2alfa) e (p, ANTPOT.3 H) das quais existem, em geral, poucos dados publicados, principalmente para energias próximas do limiar. A determinação da seção de choque foi realizada a partir da medida da atividade residual dos produtos pelo método de espectroscopia gama simples. Um detector HPG com resolução menor que 2 keV foi utilizado. Devido ao valor reduzido da seção de choque das reações de interesse no intervalo de energia considerado, uma análise estatística cuidadosa dos dado foi necessária. Em áreas reduzidas dos picos detectados precisaram da quantificação, em alguns casos, da contribuição de nuclídeos formados na própria amostra por outras reações, a partir de impurezas ou provenientes do fundo radioativo. Entre os produtos obtidos encontram-se os nuclídeos ANTPOT.22 Na, ANTPOT.26 Al, ANTPOT.44 Ti, e ANTPOT.54 Mn. A detecção de ANTPOT.26 Al nas amostras de Al e Si, permitiu estimar os limites do método proposto para o estudo de reações raras de interesse astrofísico. No total, são apresentados neste trabalho 72 valores de seção de choque. Desse total, 21 dados são apresentados pela primeira vez ou foram obtidos pela primeira vez pelo método proposto ou às energias estudadas. Os resultados mais importantes referem-se às reações ANTPOT.29 Si(p, 2alfa)ANTPOT.22 Na,ANTPOT.53 Cr(p, 2alfa)ANTPOT.46 Sc, ANTPOT.46 Ti(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.44 Ti, )ANTPOT.58 Ni(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.56 Ni e ANTPOT.90 Zr(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.88 Zr. Os resultados foram comparados com valores publicados na literatura e com o resultado do cálculo realizado a partir de modelos teóricos conhecidos, permitindo a obtenção de conclusões relativas ao método experimental, assim como aos mecanismos da reação envolvidos. === Natural targets of Mg, Al, Si, Cr, Ti, Ni and Zr were irradiated with protons and the cross section for several reactions were determined for incident energies up to 30 MeV. The irradiations were performed at the CV-28 and CYCLONE 30 cyclotrons from the IPEN, which have nominal energies of 24 and 30 MeV, respectively. The protons beams were monitored by copper foils or by the nuclide formation in the irradiated targets with known cross sections for the used energy. Special interest was dedicated to rare reactions of the (p, 2alfa) and (p, ANTPOT.3 H) kind, from which we have a few published data, mainly for energies near the threshold. The cross section determination was accomplished by the residual actives measurement of the reaction products by the simple gamma spectroscopy method using an HPGe detector with resolution better than 2 keV. Due to the low value of the cross section for the considered reaction, a careful statistical analysis of the obtained data was needed. The small areas of the detected peaks required the quantification of the contributions of nuclides produced by others reactions, from contaminants or from the radioactive background. Among others, the ANTPOT.22 Na, ANTPOT.26 Al, ANTPOT.44 Ti and ANTPOT.54 Mn products have been detected. The detection of ANTPOT.26 Al in the Al and Si targets allow the estimation of the limits of the proposed method for the study of astrophysical interest reaction. In total, 72 cross section values are being presented. Out of this amount, 21 are being presented for the first time or have been obtained for the first time by the method or for the studied energies. The most important results refer to the ANTPOT.29 Si(p, 2gamma)²²Na, ANTPOT.53 Cr(p, 2gamma)ANTPOT.46 Sc, ANTPOT.46 Ti(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.44 Ti, ANTPOT.58 Ni(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.56 Ni and ANTPOT.90 Zr(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.88 Zr reactions. The results have been compared to published vales and calculations using known theoretical models, allowing the achievement of conclusions related to the experimental method, as well as the reaction mechanism involved.