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Kernreaktionen der leicht gebundenen Kerne 6/7Li mit 27Al bei Energien an und unter der Coulombbarriere

Johann Kühtreiber

Art der Arbeit

Dissertation

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Physik

Betreuer*in

Peter Hille

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DOI

10.25365/thesis.22986

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29980.06021.889266-6

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Kernreaktionen mit schwach gebundenen Projektilen wie 6Li und 7Li können sich insofern von solchen mit stark gebundenen unterscheiden, als vor einer vollständigen Fusion der Reaktionspartner („complete fusion“) ein Aufbruch („break-up“) der schwach gebundenen Projektile erfolgen kann. Complete fusion (CF) der Projektile 6Li und 7Li mit dem Target 27Al führt zu den Zwischenkernen 33S und 34S. Die gleichen Zwischenkerne sind über CF der magischen (und daher stark gebundenen) Projektile 17O und 18O mit dem doppelt magischen Targetkern 16O erreichbar. Thomas et al.[1] studierten die Reaktionen 16,17,18O + 16O in der Nähe der Coulombbarriere, wobei Anregungsfunktionen für die Produktion charakteristischer prompter g-Strahlung vieler Restkerne gemessen wurden. Zum Vergleich wurden in der vorliegenden Arbeit für überlappende Bereiche der Anregungsenergien der Compoundkerne 33,34S mit der gleichen experimentellen Methode (ergänzt durch Messung von Aktivierungsquerschnitten) die Reaktionen 6,7Li + 27Al studiert. Der 3MV Tandem-Beschleuniger VERA der Universität Wien lieferte Li-Strahlen mit Energien zwischen 6 und 13MeV. Der Vergleich mit den Resultaten von Thomas et al. [1] wurde, unter Verwendung von Modellrechnungen, mit den Computer Codes EMPIRE[38], CCFULL[39] und NRV[40] durchgeführt. Der Zerfall des Compoundkerns wurde mit einem in EMPIRE [38] implementierten erweiterten Hauser Feshbach Code gerechnet. Weiters wurde geprüft, ob sich die Anregungsfunktionen von 6,7Li + 27Al und 16,17,18O + 16O durch einfache SBPM’s („single-barrier penetrartion model“) nach der Literatur [57-68] darstellen lassen und ob sich daraus Hinweise auf unterschiedliche Reaktionsmechanismen ergeben. In Anbetracht der schwachen Bindung von a+d in 6Li und von in a+t in 7Li, sind speziell Transfer-Reaktionen dieser Cluster-Bruchstücke zu erwarten. Aber auch der Transfer von nur einem Nukleon ist wahrscheinlich. Daneben ist auch der Aufbruch von 6/7Li in a+d bzw. a+t im Coulombfeld von 27Al sowie Reaktionen dieser Bruchstücke mit dem Targetkern möglich. Diese Reaktionen laufen in Konkurrenz zur Compoundkernbildung durch CF ab. Sie sollten sich daher, als Abweichungen von den nach dem CF-Mechanismus zu erwartenden Wirkungsquerschnitten, mehr oder minder stark bemerkbar machen. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen tatsächlich solche Abweichungen bei der Produktion von Restkernen aus den Reaktionen 6,7Li + 27Al und weisen auf die Bedeutung von bestimmten Transfer- (und break-up) Reaktionen, besonders unterhalb der Coulombbarriere, hin.

Abstract

(Englisch)

Nuclear reactions with weakly bound projectiles like 6Li and 7Li may differ from those with tightly bound ones, since break-up of the weakly bound reaction partners could compete with complete fusion. Complete fusion (CF) of 6Li and 7Li with the target nucleus 27Al forms the compound nuclei 33S and 34S. The same compound nuclei can be produced by CF of the magic (and therefore tightly bound) projectiles 17O and 18O with the double magic target nucleus 16O. Thomas et al. [1] studied the reactions 16,17,18O + 16O near the Coulomb barrier by measuring excitation functions for the production of prompt g-rays characteristic for many evaporation residues. In comparison the reactions 6,7Li + 27Al leading to overlapping regions of excitation energies in the compound nuclei 33,34S were studied in the present work by using the same experimental method (complemented by measuring some activation cross sections). Li-beams with energies between 6 and 13 MeV were produced by the 3MV tandem accelerator VERA of the University of Vienna. For the comparison with the results of Thomas et al. [1] model calculations with the computer codes EMPIRE [38], CCFULL[39] and NRV [40] were performed. The decay of the compound nuclei was modelled by using an extended Hauser Feshbach code implemented in EMPIRE [38]. Further it was checked whether the excitation functions for 6,7Li + 27Al and 16,17,18O + 16O can be described by simple single-barrier penetration models (SBPM) as in refs. [57-68] and whether this might give hints concerning the reaction mechanisms. Because of the weak binding of a + d in 6Li and a + t in 7Li especially transfer-reactions of these cluster fragments are to be expected, but transfer of only one nucleon is possible too. Also to be considered is break-up of 6/7Li in a + d and a + t respectively in the Coulomb-field of 27Al followed by reactions of the fragments with the target nucleus. These reactions compete with compound nucleus formation by CF. Therefore they should be more or less apparent in the measured cross sections by deviations from the values to be expected according to the CF-mechanism. The present results indeed reveal such deviations of cross sections for the production of residual nuclei in the reactions 6,7Li + 27Al, indicating the importance of certain transfer- (and break-up) reactions, especially below the Coulomb barrier.

Autor*innen

Johann Kühtreiber

Haupttitel (Deutsch)

Kernreaktionen der leicht gebundenen Kerne 6/7Li mit 27Al bei Energien an und unter der Coulombbarriere

Publikationsjahr

2012

Umfangsangabe

getr. Zählung : Ill., graph. Darst.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*innen

Ernst Rehm ,

Helmut Leeb

Klassifikation

33 Physik > 33.40 Kernphysik

AC Nummer

AC11021230

Utheses ID

20546

Studienkennzahl

UA | 091 | 411 | |

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