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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.2007.tde-02102007-121454
Documento
Autor
Nome completo
Julian Marco Barbosa Shorto
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Orientador
Banca examinadora
Crema, Edilson (Presidente)
Canto, Luiz Felipe Alvahydo de Ulhôa
Chamon, Luiz Carlos
Gomes, Paulo Roberto Silveira
Passos, Emerson Jose Veloso de
Título em português
Mecanismos de Reação nos Sistemas 16,18O + 63,65Cu
Palavras-chave em português
Física Nuclear
Fusão Nuclear
Reações Nucleares
Resumo em português
Foram medidas as funções de excitação quase-elásticas para os sistemas 16,18O + 63,65Cu, no ângulo de 161ºe em energias compreendidas entre 30 e 48MeV, no referencial do laboratório. O termo quase-elástico aqui significa a soma do espalhamento elástico, dos espalhamentos inelásticos e das reações de transferência. Todos os cuidados foram tomados para se obter dados de alta precisão em pequenos passos de 0,5MeV de energia, pois o objetivo primeiro deste trabalho era realizar operações matemáticas (derivadas) sobre os pontos experimentais a fim de deduzir as distribuições de barreiras quase-elásticas desses sistemas. O ângulo de detecção escolhido, o maior possível com o arranjo experimental utilizado, objetivava estudar diretamente a competição entre a fusão e os processos diretos quando ambos os processos são alimentados pelas mesmas ondas parciais. Nessa situação, as representações das distribuições de barreiras de fusão e quase-elástica devem ser equivalentes devido à conservação do fluxo. O intervalo de energia foi escolhido para cobrir a região em torno da barreira coulombiana onde as distribuições de barreiras constituem um bom instrumento para o estudo dos mecanismos de reação. Além das medidas quase-elásticas inclusivas, a resolução em carga do detector permitiu que as funções de excitação de alguns canais de transferência fossem também medidas no mesmo ângulo e energias citados acima. A análise teórica dos dados foi realizada no âmbito do modelo de Canais de Reações Acoplados através do programa FRESCO. Outro objetivo deste trabalho foi a utilização de núcleos ímpares como alvos, pois os seus spins não nulos introduzem fenômenos adicionais ao mecanismo de reação que, eventualmente, podem se detectados pelas distribuições de barreiras. Um novo procedimento de cálculo foi empregado pela eliminação de qualquer potencial imaginário na região de interação, substituindo-o pela inclusão do maior número possíveis de canais de reação no cálculo de canais acoplados. Dessa maneira, elimina-se um problema muito comum nos cálculos de canais acoplados, que é o de misturar canais de reação com potencial imaginário deduzido a partir do ajuste de espalhamento elástico, o qual já contém o efeito desses canais. Além disso, e esse é um ponto importante desta análise, foi utilizada a parte real do Potencial de São Paulo, um potencial de dupla-convolução sem parâmetros livres, para simular a interação nuclear entre projéteis e alvos. Uma vez que todos os parâmetros nucleares necessários aos cálculos de canais acoplados advieram da literatura, nossa análise apresenta previsões teóricas que devem ser comparadas com os dados experimentais, o que é muito diferente dos ajustes aos dados através da variação de vários parâmetros livres. Outra característica importante da análise teórica empreendida neste trabalho é a utilização de todos os dados disponíveis na literatura para esses sistemas nas energias em torno da barreira. Assim, as previsões teóricas puderam ser comparadas com um grande conjunto de dados e ganharam grande consistência e amplitude. Os resultados obtidos com essas análises revelaram uma forte coletividade dos núcleos 63Cu e 65Cu, sendo que os três primeiros estados vibracionais quadrupolares 1/2-, 5/2- e 7/2- predominam sobre os demais estados excitados. As reações de transferência têm pequeno efeito sobre os demais processos, mas sofrem forte influência deles.Uma exceção é a transferência de dois nêutrons do 18O para o 63Cu, cuja importância nesse sistema é considerável. Além disso, foi constatado que, mesmo nesses sistemas de peso médio, o mecanismo de reorientação do spin do estado fundamental, de ambos os alvos, tem grande efeito em todos os processos nucleares analisados, mas é particularm ente forte no espalhamento elástico em ângulos traseiros. Finalmente, as distribuições de barreiras quase-elásticas se mostraram sensíveis a todos esses mecanismos de reação e constituem, de fato, uma excelente ferramenta para o estudo de reações nucleares.
Título em inglês
Reaction Mechanisms on the 16,18O + 63,65Cu Systems
Palavras-chave em inglês
Nuclear Fusion
Nuclear Physics
Nuclear reactions
Resumo em inglês
The quasi-elastic excitation functions for the systems 16,18O + 63,65Cu have been measured, at the angle 161º and at energies between 30 and 48MeV, in the laboratory reference system. The quasi-elastic term refers to the sum of the elastic scattering, the inelastic scattering and the transfer reactions. Care has been taken in order to obtain high precision data in small energy steps of 0,5MeV, because the aim of this work was to perform mathematics operations (derivates)on the experimental points, to deduce the quasi-elastic barrier distributions of these systems. The choice of this angle of detection, the largest possible, allows the direct study of the competition between the fusion and the direct processes, as both are fed by the same partial waves. The energy interval has been chosen to cover the region around the Coulomb barrier, where the barrier distributions constitute a good instrument for the study of the reaction mechanisms at these energies. Beyond the inclusive quasi-elastic, measurements of some transfer channels, at the same angle and energies mentioned above, were possible due to the charge resolution of the detector. The theoretical analysis of the data has been done on the scope of the coupled reaction channel model, with the code FRESCO. Another aim of this work was the utilization of odd-mass nuclei as targets, as their non-vanishing spins introduce additional phenomena to the reaction mechanisms, that might, eventually, be detected by the barrier distributions. A new calculation procedure has been used by the elimination of any imaginary potential at the interaction region, and it's substitution by the inclusion of the largest number as possible of channels at the coupled reaction channel calculation. Another important feature of the theoretical analysis is the utilization of many data available in the literature for these systems at energies around the barrier. Thus, the theoretical forecast could be compared with a great set of data and earned consistency and amplitude. The results obtained with this analysis revealed a strong collective behaviour of the 63Cu and 65Cu nuclei, and the first three quadrupolar vibrational states 1/2-, 5/2- and 7/2- prevail over the other excited states. The transfer reactions have small effect over the others processes, but are greatly influenced by them. There is an exception, the two neutron transfer from 18O to 63Cu, whose importance on this system is considerable. Besides, it was revealed that even on these medium weight systems, the ground state reorientation mechanism, of both targets, have large effect on all the analysed nuclear processes, but is strongest on the elastic scattering at back angles. Finally, the quasi-elastic barriers distributions showed up to be sensible to all of these reaction mechanisms and constitute an excellent tool for the study of nuclear reactions.
 
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Tese_vfinal.pdf (1.25 Mbytes)
Data de Publicação
2007-12-17
 
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