Ritka nemesgáz izotópokon lejátszódó nukleáris asztrofizikai reakciók vizsgálata = Study of nuclear reactions on rare noble gas isotopes relevant to nuclear astrophysics

摘要

A 3He(alfa,gamma)7Be szigma(E) hatáskeresztmetszetére a modellek min. 3,5% pontosságot igényelnek. A mérési eredmények erősen szórnak, ezért a reakciósebességet [szigma(E)] 3 független módszerrel (aktiváció, g-hozam és "recoil" szeparátor) mértük meg. A 3 eredmény átlagértéke jobb a korábbiaknál, de pontossága még nem elegendő, további mérésekre van szükség. A CNO-ciklus más reakcióira [14,15N(p,g)15,16O] is új, meghatározó szigma(E) értékeket adtunk meg (LUNA). A p-folyamat vizsgálatok során számos új reakciósebességet mértünk és összehasonlítottuk Hauser-Feshbach számolásokkal. Eredmény: proton keltette reakciókra az egyezés megfelelő, míg alfa-részecskékre nem. Pontos rugalmas alfa- szórásainkból kapott optikai potenciálokkal számolva sincs egyezés. A p-folyamat tanulmányozására egy új irányt, a (p,n) reakciók alkalmazását vezettük be. Az egyik kulcsreakció [124Xe(alfa,gamma)128Ba] méréséhez a kamra elkészült, tesztelése folyik. Méréseinkhez főleg aktivációs módszert használtunk, ezért mértük különböző anyagokba implantált aktív magok felezési idejének elméletileg jósolt változását. Sem anyag, sem hőmérséklet függést nem találtunk. Nemzetközi együttműködésben (OTKA IN64269) méréseket végeztünk az indirekt Trojan Horse Módszerrel. Bizonyítottuk a módszer asztrofizikai alkalmazhatóságát [7Li(p,alfa)4He], elsőként mértünk interferencia-mentes p-p szórást, valamint az 18O(p,alfa)15N és a 10,11B+p reakciókat az un. Gamow-ablakban (közel nulla energiánál). | The 3He(alpha,gamma)7Be is a key reaction (Big-Bang; Hydrogen Burning), the sigma(E) cross section should be known with a precision of 3.5%. Because of discrepancies between different results, we measured it with 3 independent methods (activation, g-yield, recoil separator). The results are consistent, the average rate improved, however, the precision is still not enough. New sigma(E) values were also determined for reactions important for CNO-cycle. Astrophysical p-process: a lot of new reaction rates were measured. The results were compared with Hauser-Feshbach calculations using different particle-nucleus potentials. Conclusion: for proton induced reactions the agreement is acceptable, contrary to alpha-particles. Optical potentials extracted from precise alpha-elastic scattering didn't solved the problem for alpha-s. A new idea, the applicability of (p,n) reactions in p-process studies was introduced. The key reaction, 124Xe(alpha,gamma)128Ba, is in test phase, the setup was developed. In our studies activation method was mostly used, therefore the predicted halflife changes of active nuclei implanted into different materials were checked. Neither host material nor temperature dependence was found. Experiments were performed by Trojan Horse Method in international collaboration (OTKA IN64269). The applicability of that indirect method was proved (7Li+p), first time the interference-free p-p scattering as well as the 18O+p and 10,11B+p reactions at close to zero energies (no extrapolation) were measured.