Gamma-Spektroskopie deformierter Kerne mit binären Reaktionen

Abstract

Diese Arbeit beschäftigte sich mit der Teilchen-gamma-Spektroskopie deformierter Kerne, insbesondere von alpha-Cluster-Kernen in der Massengegend A=36-56. Diese stark deformierten Kerne können besonders selektiv in binären Reaktionen gemessen werden.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden in drei Experimenten zwei Streusysteme (36Ar + 24Mg und 32S + 24Mg) mit zwei unterschiedlichen Methoden untersucht. In den Experimenten mit dem Binary Reaction Spectrometer (BRS) wurden binäre Reaktionskanäle mit und ohne anschließender Emission von leichten Teilchen untersucht.

Im ersten Experiment 36Ar + 24Mg bei EL=195 MeV am HMI wurde das gamma- Spektrometer OSIRIS in Verbindung mit dem Teilchenspektrometer BRS verwendet. Gemessen wurden hierbei Teilchen-Teilchen-gamma-Koinzidenzen. Es zeigte sich eine starke Korrelation der Reaktionsfragmente in der durch die Strahlachse und die Reaktionsfragmente definierten Ebene im Falle des Verlustes von vier oder sechs Kernladungen bei koinzidentem Nachweis der beiden schweren Fragmente. Dies deutet auf eine starke Deformation der Reaktionsfragmente hin.

Die Kombination des BRS-Spektrometers mit dem z.Z. leistungsfähigsten Ge- Detektor-Array, Euroball III, wurde zur Untersuchung des Streusystems 32S + 24Mg bei EL=163.5 MeV genutzt. Das Experiment fand am LNL, Legnaro (Italien) statt. Hierbei wurde unter Verwendung eines der beiden BRS-Detektoren Spektroskopie von binären Reaktionskanälen betrieben. Insbesondere wurde der binäre Ausgangskanal mit zusätzlicher 2-Protonen-Emission 24Mg(32S, 46Ti+2p)8Be untersucht. Der minimale mit diesem Aufbau beobachtbare Wirkungsquerschnitt wurde ermittelt.

Das dritte Experiment, 32S + 24Mg bei EL=130 MeV, durchgeführt am LNL, Legnaro, unter Verwendung des gamma-Spektrometers GASP und des Si-Balls ISIS zur Spektroskopie von f7/2-Kernen aus Fusions-Verdampfungs-Reaktionen, lieferte die Daten zur Untersuchung der 8Be-Emission aus dem Compoundkern 56Ni. Es wurde festgestellt, daß im Falle von deformierten Seitenbanden in 48Cr und 47V die Emission von 8Be, d.h. die binäre Spaltung des Compoundkerns 56Ni in 48Cr + 8Be, bevorzugt wird gegenüber der Emission von zwei unkorrelierten alpha-Teilchen.

In this work particle-gamma-spectroscopy of deformed nuclei particularly of alpha-cluster nuclei in the mass region A=36-56, has been performed. This strongly deformed nuclei can be measured especially in binary rections.

Within the scope of this work, two different scattering systems (36Ar + 24Mg und 32S + 24Mg) has been investigated using two different methods in three experiments. In experiments with the Binary Reaction Spectrometer (BRS) binary reaction channels with and without subsequent emission of light particles has been analysed.

In the first experiment 36Ar + 24Mg at EL=195 MeV in the HMI the gamma- spectrometer OSIRIS in conjunction with the particle-spectrometer BRS was used. We measured particle-particle-gamma coincidences. A strong correlation of the reaction fragments in the plane, which is defined by themselfes and the beam axis, has been observed in the case of a charge defizit of 4 or 6 nuclear charges. This can be interpreted as a strong deformation of the reaction fragments.

The combination of the BRS spectrometer with one of the most powerful Ge- detecotor arrays, Euroball III, has been used for the investigation of the scattering system 32S + 24Mg at EL=163.5 MeV. This experiment took place at the LNL, Legnaro (Italy). Here the spectroscopy of binary reaction channels has been performed using one of the BRS detectors. In particular the binary exit channel with subsequent emission of two protons, 24Mg(32S,46Ti+2p)8Be, has been studied. The limit of detection with this setup has been determined.

The data from a third experiment, 32S + 24Mg at EL=130 MeV, performed at the LNL, Legnaro, using the gamma-spectrometer GASP and the Si-ball ISIS for the spectroscopy of f7/2-nuclei from fusion-evaporation reactions, were used for the study of the 8Be emission from the compound nucleus 56Ni. We found for the case of deformed side bands in 48Cr and 47V the prefered emission of 8Be, i.e. the binary fission of 56Ni in 48Cr + 8Be, in contrast to the emission of two uncorrelated alpha-particles.