Determinação de Parâmetros de Densidade de Níveis para Núcleos na Camada s-p

Ìt

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

INSTITUTO DE FfSICA

DETERMINAÇÃO DE PARAMETROS DE DENSIDADE DE NÍVEIS PARA NÚCLEOS NA CAMADA S.d

SBI-IFUSP

.]l

.11 -r.

I ililt iltil ililt

llilÍ|lllflilJl[il[ü

_{ililt llilt iltÍ ilil ilil}

NELSON CARLIN FILHO

Tese submetida

_ao

_Instituto

de Fís i

ca

da

Uni versi dade de São

Paul

o

para

_obtenção

_do

títul

o

de Mestre em Ciências.

0ri entador:

Prof.

Dr.

ALEJANDR0 SZANT0 DE T0LED0

.tt

lo oÉ

'l

\

I v

SÃO PAULO

1983

FICHA CATALOGRAFiCA i-Feparôdô

I '::itutc Ce Física

peì.a Biblioteca

rJ¿ .lniversiLJade

do

de São Paulo

Carlin Filho,

Nelson Determinação

_de

p

de

de

níveis-para

nú

São

Paulo,

lgB3.

arametros _de

densida-cleos

na

camada s-d

^

Iese_(Mestrado)

-

Universjdade

de

São

Paulo. Instjtuto

áe

Fîsjca.

Depa"tareñiã

de

Fisica

Nuclear.

Area

de

_{concentração: Físi}

_ca

_{Nucl ear.}

-

Unitermos:

l.

Reaçoes

nucleares

com I

ions

pesados.

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AGRADEC II4ENTOS

Ao _{Prçf.Dz'. ALejøndto Szanto de ToLedo, deçejo eßp?essar minLn sin}

cera gratídã,o peLa ontentação segura e øniga, bem eomo peLo apoio e estí-rm,tlo constantes dtu,ante todo o deeon'y,en deste trabaLho.

Ao Pz'of.Dr'. )scan saLa, peLo esfoz,ço reaLizado no apenfeiçoønento do Laboz'atõrio e por ter coloeadp'à minha disposição todos os equipamen

-tos necessã.r,ios.

Ao Pz'of.Dn. Juan CanLos Acquadz,o, pela eætrema dedicação no

traba-Lho de manutenção do aceLez,adov, e tanbám pela anizad,e e uaLiosa ajuda na

tomadn dos da.dos.

Ã, MeLagne, deüo muito deste trabalrto, peLa inestimãueL _aju¿a, in-eentiuo e pacíância demostnada,s dtu,ante todas as _fases.

Ao RapLneL Liguori, EdiLson e Messias, desejo agradecer peLa øniza de, incentiuo e oaLiosa coLaboração rn tomada dos dad.os.

Deseio agradeeen ao llâLío Takai, pelas diseussões, incentitso cons-tante e peLa amizade.

Agradeço ao AdiLson Teles, Mãrio Fez,raretto, Paulo Cásat, e llagner,,

peLa dedicação no desentsoLuímento _ão" poogoanaa _{e peLa eoLaboração,paciân}

cia e ønizade demonstradas.

A todos os operadores do computador, minha sincera gtatid.ão peLa boa uontade sempz,e demonstz,ada e pela amizad.e.

Ao GeLson, peLa _{ínestimãuel aiudn na impLantação dos programas no}

LPEN' _{peLa inesgotãueL boa uontade demonstz,ada, e peLa anizad.e e apoio que} sernpre necebi,

Ao HáLí.o Dias, peLa inplantaçã.o d.o progtøna LrLrrA no crA e peLa co

Laboração na eæecução dos cãLcuLos.

Ao pessoaL táenieo døs ofieinas necâniea, eletrõníca e Van d,e Gnaaff

e ao pessoaL ?esponsãueL peLa manutenção do aceLenadoz, _{e fontes} d.e íons,

meus sineero s q.g?adecímentos.

RESUMO

Atraoãs do

estudo

do contínuo

d,e

espeetros

d,e par

tíeuLas

Leoes euaponadas po? um nú.cLeo composto, d,eternínamos

paxã,metz,os

_de

_{densí.dade de}

_{níueis para núeLeos}

_{perteneentes a} eamada _s-d.

Foram medídas

distríbuições

anguLanes pa?a

_os

_siz

temas 160

+ rzc

(48. _{S e 54,2 trLev),} t4N

₊

L2c

(46.0

_I,leV)

e

t,o + tzc (41.s

_Mev),

com so

_:

enna

₁

B0o, obtend,o-se espee

tz'os z'ef

erentes

a,os eanaís

de saída

_{p, d, t e cr.}

TeLeseõpios

do

tipo

baz.reira

de

superfíeíe

_fonam utíLízad,os

na

d.eteção das pantícuLas eanz,egadas.

A anã,Lise

_foi

_efetuada

em base ao mod.eLo

estatís-tico

de Hausen-Eeshbaeh onde

o

conhecimento d.a d.ensid.ad.e de

t.

nioeis

dos nucLeos

_{resíduaís erparticuTarmente}

_{do parãmetno}

de densidade de

nítseis,

á

fundamentaL.

A

restr'íção

do estudo

a regiões

d,e energia de

eæ-eitação

onde predomina

_{a contríbuíção}

_do

_{prímeíro d.eeaímento}

do núeleo composto,

permítiu

eLiminar

a

ambíg|líd,ad,e dos resuL tado s

As oantagens

são

diseutidos.

ABSTRACT

'

LeoeL

density

panameters

_{fo, s-d}

_{nueLei uere}

obtained through

the study of the

continuun

of Light

paz,ticles eoaporatíon

_speetna,

_{f?om heaoy}

_ion

_compound

_reaetions,

Angular

distnibutions uere

measured

_for

the L6o

_{+ t2c (48.8 and,}

_s4,2

_Mev),

_14ü

_{* t2c}

_(46.0

_Mev)

and,

180

_{+ t2C}

_{( 41.}

_s

_{Mev) systems}

_{in the}

_{.nguLay intez,uaL}

5o

. erm 7 B0o.

Enengy speetna

of the p,

d.,

t

and.

c

eæít ehanneLs ù)eve

obtained. soLíd state

_{teLeseopes üe?e used.}

_fot

the

charged

pantieLes

identificatíon.

rhe

anaLyeis

of the data

has been penfonmed

_uíthín

the

_fnameuork

of the

Hauser-Feshbaeh

_{theory. rhe}

_importanee

of the

LeueL

density

panameter has been

_{ínoestigated.}

The eomparíson

of the

eæpenimentaL _d.ata

_to

_the

theoretícal prediction

_{has been done}

_in

_an

_eæcitation

_ene?ga

region in uhich

sequentiaL decay

ís

negLigibLe.

INDICE

II,1,

Arronjo

Experimentol

II.].I.

O ACELERADOR PELLETRON E O TRANSPORTE

DE FEIXE

...

_...

cÃI'IRRR DE ES PALHAMENTO

I

6

6

II.l.2

II.l.3

IL2,

Aquisiçõo

dos Dodos

ELETn0¡llcR PARA AQUrs rçÃo

6 l0 t5

17 17

l8

l9

t9 25

27

3l

35

35

35

40 5l

53

53

55

71

II.

II.

2.1. 2.2.

uÉrooo DE AQUrsrçÃo

MEDI DAS REALI ZADAS a.aa.aa.aa.ta

I I I

,

IL3,

Reduçõo dos Dodos

PROGRAMAS DE REDUçÃO

cALTBRAçÃ0 DoS ESPECTRoS

cÃlcuto

DA sEcçÃ0 DE cH0QUE ABS0LUTA.

DISTRI _{BUI ÇOES ANGULARES E} ESPECTROS

INTEGRADOS EM A¡¡euIo

I I I

.

FUNDAMENTOS TEÓRI COS

III,1,

Reoções

vio

Nricleo Composto

rII.l.l.

HtpOr¡sE DE BzHR

I I I . I .

2.

MODELO rsTRrTsTI cO DE HAaSER-EESH

BACH

_...

III.I.3.

LINHA DE

YRAST

...

_...

III.2,

Densidode de Nfveis

I I

I.2.

I

.

cARAcTERfSTI cAS EXPERIMENTAI s

TTT.2,2.

TRATAMENTO re õRIcO

.

MODELOS

II.3.

II.3.

II.3.

II.3.

ì.

2.

3. 4.

Decoimento

Seqtlenciol

...

...

..

. Flutuoções

Estotfsticos

...

....

..

.

...

Efeitos

do

PorOmetro de Densidode de NÍveis

e

do Momento Angulor no Secçõo de Choque

...

IV.

ANÁLISE DOS DADOS E RESULTADOS

IV,I,

0

PrOgfomo

srArrs

...

...

IV;2, Determinoçõo dos Porûmetros

_de

_Densidode

_de

NÍveis

...

v,

C0NSIDERAÇÓES

FINAIS

...

REFERÊNCIAS

...

ITT ,3.

III.4.

III.5.

77

8l

83

B8 88

97

lt7

I INTRODUçAO

com

o

crescente

desenvol vimento

de

acel eradores ,

as

reações

induzidas

por íons

pesados _{vêm despertando um gral}

de

interesse

nos

últimos

anos,

pois

a

grande _{quantidade de}

e-nergia e momento

angular

envolvidos, permite a

formação

de sistemas

_nucleares

_ìonge

_da

_linha

_de

_{estabiridade,}

_aìtamente exci

tados

e

com elevado momento

anguìar. As

_{característi}

_cas

ci nemãti

cas

das col i sões

entre ions

pesados

_,

possi bi I i tam tam bãm

a

ocorrênci

a

de

vãri

os

processos cl aramente di

sti

ntos

t

,2) , Em termos semi

_-cl

ãssi cos

,

dependendo

do

parâmetro

_de

impacto

no

canal de

entrada,

ã

possível favorecer por

exemp'lor

ho

ca-so

deste

ser

grande,

colisões

rasantes

(usualmente denomina

das de reações

dínetas).

Neste caso, onde somente a superfîc'ie nu

clear tem papeì importante,

ocorre

_a

_{transferência}

_de

_poucos

nu-cleons

com pouca

dissipação

de

energia

cinãtica.

0s

proces sos mui

to

inelãsti

cos,

_nos

quais

grande quantidade

_de

energia

ã

dissipada

e

que

apresentam

_{característjcas}

_de

_p16-equilí

brio,

assìm comQ os processos com as caracteristt,cas ma'is inèlãsticas pos

síveis

(fusão

completa),

onde

ocorre

a

formação

_de

um núcleo

composto em equi

líbri

o

tõrmico,

ocorrem quando temos parãme

tros

de

impacto

intermediãrios

e

pequenos.

No caso

de

colisões entre íons

pesados-leves

(A

_õ

30),

a

fusão

completa

dã conta de

praticamente

_toda

sec-ção de choque

de reaçã0,

atã

energias de

bombardeio

da

ordem de duas vezes

a

da

barreira

coulombiana

s).

_Este

_tipo

_{de rea}

ção const'i

tui

-se,

então,

num dos

pri

nci pai

s

processos

que

po

dem

ser investigados

_no

_laborat6rio

peLLetron

_do

_Instituto

_de

Físi

ca da

Uni versi dade de São paul

o,

em vi

rtude

das caracte

rísticas

do

acelerador.

0

i

nteresse

atual

no

estudo

da fusão

concentra-se

-do de entender

a

limitação

do

canal

de entrada

e

núcleo

compos

to¡

na

tentativa

de

identificação

dos

estãgios

intermediãrios

que

o

sistema composto experÍmenta

at6

a

formação

do

núcleo

composto ou decaimento em

pr6'equil

ibrio

e

no estudo

da estrg

tura

dos

nicleos

atravãs da

espectroscopia de estados

de

ele-vado momento angul ara-s) .

A

secção

de

choque

de

fusã0, por ser

uma grandeza

de

natureza

incLusíua,

representando

portanto o

efei

to

i nte

grado de

todos os canais

finais, vai auxiliar

de forma

limita

da ess'es estudos.

Sob

o

ponto de

vista

experimental

_,

tornam-se en

tão

fundamentais, 'investigações

sistemãticas

das distribui

-ções de massa

e

carga

dos resíduos

de evaporação

(que

refle

tem

as

etapas

do

decaimento

seqtlencial do núcleo

composto), e das

características

das

particulas

leves emjtidas,

que atravãs das

distribuições

angulares

r

correlações

angulares

e

funções de exci

tação,

permi tem

a

obtenção de mai

ores

detal

hes

s obre

os diversos

canais

finais

envolvidos

no processo.

Na

fusão de

íons

pesados,

pelo

fato

dos núcleos compostos serem, geralmente, popul ados em al

tas

energi

as

de exci

taçã0,

onde

a superpos i

_ção

de

níveì s é consi derãvel

_,

tor-na-Se necess

ãri

o

descreVer

o

decai men

to dos

meSmoS em bas

e

a modelos estatísticos. Atualmente,

a

teori a

mais elaborada

neste

senti

do,

e

a

desenvol vi

da

po Y Hauser-Feshbaeht g

_'r

I ) ,qu€

serã

ut'i I i zada

neste

trabal

ho.

Entretanto, a

confi abi I i dade

da

anãlise

dos dados nesse caSo, depende

fortemente do

conhe-ci mento

exato

de

a'l guns parãmetros fundamentai s

,

tai

s

como

o momento

anguìar

crítico (J.oil,

que

õ o mãximo momento

angu-lar

que

o

núcleo

composto pode

suportar

antes

da

fissão, e

o parâmetro

de

densi dade

de

níveìs.

0utros

parâmetros tamb6m

importantes na

descri ção

do

processo são

o

momento

de

i nérci a

e

deformação dos

núcleos,

que afetam

a

forma das

distribuições

angul

ares

e

dos espectros

,

e

a

penetrabi I i dade das

barrei

ras

que

_atua

tamb6m

sobre

os vaìores

das secções de choque.

0 momento

angul

ar crítico

6

_{determinado atravãs}

da secção

_de

choque de

fusão

(orl,

que usualmente

ã

medida

a-trav6s

da

deteção

de resíduos

pesados

_de

_evaporação

t2).

_En

tretanto,

para

sistemas não

muito

pesados,

_a

_{contribuição}

_de reações

_diretas,

_embora

_{reduzida na}

_região

_de

_{energia de}

nos-so

i

nteresse,

pode

_acarretar

_{i ncertezas .}

uma manei

ra

_arternativa

_para

_a

_{determinação de}

Jenit,

atravãs

da

teoria

de Hausey-Eeshboohr3)

_{, utiliza}

_compa

rações

entre

distribuições

angulares

de

estados de

baixo

e elevado momento angul

ar,

no caso populados

_seleti

_{vamente, des} tacando-se s

obre

o

contínuo.

contudo, no

_es

_{tudo de}

_reações

que não apresen tam seì

eti

vi

dade,

es

te mõtodo

se

mos

tra

i nvi

ã-vel.

Deste modo, uma

outra

arternativa

õ

_o

_uso

_da

_região

_do

contínuo, atrav6s

do estudo da magni

tude

e

forma dos

espec

-trosl+).

A probabi I i dade de produção

sociada

ã

competição

_{entre a evaporação}

partícu I as

,

depende, essenci al mente, do

tos,

ou em

outras palavras,

_da

_densidade

residuais.

de

ce

rtos

res ídu os , as dos

diversos

_tipos

de

número

de

canais

aber de

níveis

dos núcteos

Sendo assi

m,

nes

te

trabal

ho,

_{nos. propomos}

_a

_deter minar parãmetros _{de densidade}

_de

_níveis

_para

_vãrios

_núcleos

s

-d

atrav6s

do

estudo dos _es

pectros

_{de evaporação}

_de

partícu-las leves

_,

poF um

_núcleo

composto _{altamente excitado.} Essa determi nação

ã

fundamental

para

se

poder

uti

I i

zar

com

maior

confiabiìidade,

os modeìos

_{estatísticos}

_na

_interpreta

ção dos

resultados

experimentais.

Em

parti

cular,

para

a

_região

_{de massa de}

teresse,

exi

ste

pouca _i nformação s

obre

parâmetros _de

de de

níveis, sendo

os

poucos conhecidos determinados pal hamento

de nâutrons

I

entos

e

reações _{i nduzi das pqr}

nosso

in

densi

da-por

es-prõtons

de

baixa

energ'i

als)'

Al6m

disto'.hêSt1=ttgião'

POr serem p09

cos os nÚcleons'

os

efeìtos

de

estrutura

são marcantes

na

densi-dade de

níveis'

Devidoãscaracterísticasdasreaçõesvianúc]eo

composto,utilizamosasregiõesdeenergiasdeexcitaçãomais

elevadas,

que

por

sua

vêZ¡

são mais

apropriadas para

o

uso

dosvãrìosmode]osquedescrevemadensidadedeníveìsnuc]ea

res.

Por

outro

lado'

Pâfa obtenção

de

resultados

com men0r

graudeambìgtlidade,limitamosoestudoaregiõescorresp0n

dentes ao primei

ro

decaimento do núcl eo composto'

Foram medidas,

então' distribuições

angu'lares

de

talhadas

das

partículas

leves

carregadas

(p' d' t'

o)

_'

para

os

s.i stemas 160

+

t2c,

14N

+

tzc

_e

180

₊

12c em energ'i

as

de

bombardei

o

acima da barrei ra '

No

capítulo

II,

são

descritos

o

aparato

experimen

tal,areduçãodosdadoseXperimentaisejustificadososméto

dos

uti

l i zados _'

No

capítu1o

III '

ã feita

uma bt'eve

discussão

dos

mode]osestatísticosderleisskopfeHauser-Feshbaeh,gUgdes-crevem

o

decai mento

de

um núcì

eo

compos to

'

Di s cuti mos

breve-mentealgunsmodelosparadescriçãodadensidadedeníveis

(baseadosessenc.ialmentenacaracterizaçãodonúc]eocomoum

sistemadef6rmionsindependentes),observandoaregiãodeVa

lidade

dos mesmos' A

contribuição

do decaimento seqllencial

nosespectroseosurgimentodasflutuaçõesestatísticas,bem

comoamaneiradeeliminã.]assãotambémbrevementediscuti

das.

Mostramos

_'

também'

o

efeito

do parâmetro

de densidade

deníveis(a)edomomentoangular,naformaemagnitudedas

di

stri

bui _ções anguì

ares

e

espectros '

0 capítulo IV

trata

da

anãlise

dos dados

e

apre

sentaçãodosresuìtados.ParaoajustedosparãmetrosdedeI

si dade de nívei s

_'

uti

I i zamos regi ões dos espectros

'

onde exi s

te

somente

contribuição

do pri.rneiro decairnento

do núcleo

com-posto

e

I evarnos em

conta

a

forma

e

¡nagnitude dos espectros.

Finalmente,

no

capitulo

V,

apresentanos

uma dis-cussão dos

resultados obtidos,da contribuíção

do

trabalho

e

aìgumas sugestões

para

_a

continuidade

do mesmo.

II.

A EXPERIENCIA

II,1,

Arronjo

ExPerimentol

II.].I.

O ACELERADOR PELLETRON E O TRANSPORTE DE FEI

XE

.

para

_a

_real

_ização

das medidas

, foi

uti

lì

zado

o

acele

rador

Pel I

etron

8UD da Uni versi dade de São Paul or 6)

. A

fonte de

íons

u t'i

l'i

zada f

oi

uma

do

ti

po duopl asmatronl T )

,

prõpri

a

pa

ra

a

extração

de

feixes

de H-,0-,

NH-, etc.

A fonte duoplasmatron

(fig. II.l ) consiste

de um

fi

I amento de níque1

recoberto por

uma camada

de

õxi do

de

bãrj o

(catodo)

_,

que quando aquecido

emite

elãtrons.

Este

fi

lamento

se

encontra

a

um potenci

al

negativo

em

rel

ação

ao

anodo.

Quando se

introduz

o

gãs

na regjão

do

filamento,

o

-corre a

formação

de

íons

pos j

ti vos.

fons

negati

vos

tambãm po dem

ser

formados

atrav6s

da captura de

um

elãtron

por

um ãtomo

neutro

do

gãs

,

dando ori gem

a

um p'l asma que

vai

se

concentrar

na região

do anodo,

devido

ã

pnesença

de

um

forte

campo

magn6-tì

co,

de

onde

se

extrai

os íons

negati

vos.

A

parti

r daí,

o

fe'ixe

6

previamente aceìerado

por

um potencial

V.

= -80

KV.

Fi nalmente um quadrupo'l

o

el

etrostãti

co garante ao

f.i

xe as

cond'i _ções

õti

cas

i deai

s

para

a

i

nieção no

acel erador.

Antes de serinjetado

no

acelerador (f

ig. II.2) '

o

feixe ã

inicialmente

defletjdo

de 900

por

um

eletroímã,

cujo mãximo

valor

de

l4E/72 6

ZO

(ME-20).

Ao at'i

ngir

o

terminal

de

cargas do

acelerador, as partícul

as do fei

xe

atravessam uma

folha

fina

de

carbono (stz,ipper)

,

perdendo vãri

os

elãtrons

e

'

portanto,

adQui

ri

ndo

carga

pos i

ti

va com

uma di

stri

bu'i _ção per

centual

que depende da natureza

e

energia

dos

íons

(fig.II.3).

ELETROOO

INTERMEOIÁRIO

2o v

GATO00

ANOOO

€XTRAÎOR

-TU8O

ACELERAOOR

T

n. l+ o.

-80 KV

I

₌

fl

ul Xl ti, t!l ,t

a

o clTooo E CONSî¡TUIoO oE u¡ta ¡^LHA oE ¡rloueu REVEST¡oÅ coN

a' t a

ox¡oo 0E t¡ARtO E CALC¡O.

t

Eígura

_{II.J -}

Esquema da

_fonte

de

íons

duopTasmatron,

FONTE

DE

4-V

oa ca Y3!ocr9¡ola

ME.ZO

RIPPER.

B-UD

O .euç&.o

B a¡ aYl^6

¡!.a.t.. a. a...t.la

lY

\ì

¡ I

I {

RO

ET

ME-200

P B

ore0

e x _{Perimenl ol}

CHING

F

F

A

DE SA CONTROLE}

- --_L J J -l

F.ígura

IL2 -

Sistema do aeeLerq,do? PeLLetron.

I

@ -v

D

TR _RON

FEN DAS

DE-ENTRADA

PONT¡ DE

MeV/A

Éi

VELOCITY (lOscm/sec)

MeV/A

+

VELOCITY (lOscm/sec)

Eí,guz,a

II.3 -

Eração dos íons _{do feiæe} eom pos

a

passa,gem

por

_{um mateyia} ção da

energía,

pa,Ta nitz,ogân

nío (estas dístrib'uições são

mente _{independentes do} matey,í

eaTga 'L, a

L,

em

fun-'t o e oæLge es s

çr¿piaL-aL)to'.

0s íons

pos.i

tivos são

entã0,

em um segundo

estãgio,

novamente

acelerados pe'l

o potencia'l

(Vf

)

do terminal

,

possuindo

na

saída do

tubo acelerador, a energia

f = lV.l+

(Z+1)Vt

em MeV'

Na

saída do

acelerador, o

feixe

ã

novamente

defletj-do

de 900 pe'l

a

ação de um

outro eìetroímã

(ME-200)'

cuia

f ina-I ì dade

e

separar

as particul as

componentes

do fei

xe

em função

da reìação

entre

massa

(M),

carga

(Z)

e energìa

(E)

previamen-te

determinada. 0 controle

de energia

6 feito

automaticamente

por

um s'i stema composto

por

duas f endas s ì

tuadas no ponto

ima-gem ilo ímã ME-200

e um

tri

odo, cuio

catodo

estã

em

terra'

A p'l _aca do mesmo

estã

I

igada

a

uma agul

ha de

corona col ocada iun

to

ao

terminal.

Se

ocorre

uma

variação no

potencial

do termi'

nal

(vr ₎

_,

va'i

haver uma vari ação na energ i

a

do f ei xe

e

também

no

raio

de

curvatura

da

traietõria

no

interior

do

ímã'

fazendo com que

o

fe'i

xe

passe

a

incidi

r

em uma das fendas

de

controle'

0

sjnal

das fendas

ã

transformado numa

correção na

tensão

da

grade

do

t¡i

odo,

ocaSionando u'm aumento

ou dimjnuição

da cor

rente

de corona

para

restabelecer o

potenc'i

al

correto'

Finalmente,

o

feixe

é

novamente

defletido

por

outro

el etroímã (suitching magnet)

,

que

o

di ri ge a uma das se'i

s

cana I i zações exi stentes.

I I . I

.2.

CAMARA DE ESPALHAMENTO

A

cãmara ut'i

lizada

Para

diâmetro

e

estã situada

no

extremo

II.4).

No

centro estã

montado um si stema de

porta-alvos

'que

perm.ite

a

troca

dos mesmÖs, sem

a

quebra

do

vãcuo.

No

porta-alvos,

foram colocados

alvos

de carbono

na-tural ,

preparados pel

o

mãtodo de bombardeamento el etrôni tot

t

) _'

as medi

das,

tem da canaìização

100 cm de

30oB

(fig.

NN

@

Figura II.4 Conte oertieal da eã.may,a de espaLhamento

1e2)

3)

4)

5 e 6)

7)

8) e)

10)

11)

12)

7E e 28, 75 e 25 _{= fendas de entrada} e saídn pana

defíní-ção do feiæe

suporte dos detetoyes

,ponta-aLuos

eoLínadores dns detetores

eseaLa graduada. para Leitura _{do ãngulo de obsensação (unor)}

'eonetores _{BNC pa?a. coneæão eom}

os detetoyes

Leítura do ttguLo defínido peLa _{direção do feíæe e do aloo}

eoletor de _feiæe supressão eLetrõníea

montagem dos detetores de barreíra de supenfíeie

com espessuna aproximada

de

30 vg/cn2'

Acâmarapossu.itambãmumpratogiratõriocomranhu

ras

espaçadas

de

l5'o que pode

se

mover l'i

vre

e

conti nuamente '

em

torno

do

alvo

A]eituradosãngulos6efetuadaatrav6sdelunetas

.instaladasnatampadacâmaraepermiteaprecisãodeumminu

to

de grau.

AntesdeatingiroalVo,ofeixetemSuageometria

definidapordoisconjuntosdecolimadoreSconstituídoscada

um

por

duas fendas circulares

de

tântalo (definição

e

anti'

scattexing)eSpaçadosdelm.Asfendasdedefinìção,de0'5

mmdeespessura'têmumdiãmetroofu].5mmeasdeantiscat-tening,

þ

tu

2,0

mm'

Foram montados

na

cãmara' do'is telescõpì

os

t-¡E20)

cadaumcompostopordo.isdetetoresdotipobarreiradeSuper

;;.;.til,

,.nao

que

o

primeiro

tem

por

finaìidade'

medir

a

per

da

de

energìa

¡E

da

particu]a

que o atraVessô

êl

o

segundo, de

Ve

absorver tota]mente

a

partícu1a,

medindo

assim, a

energia

restante

E,

sendo

a energia

total

dada

por

ET

=

f

+

Àt'

Para obtermos uma

maior

regiãô

de

energia

onde

a i dent.i

fi

cação das

partícul

as

ã

possîvel ,

uti

l i zamos detetores

^E

finos,

de

espessura20

e

40 um

e detetores

E de 2000

e

1000

yrnemãngulostraseiros'NatabeìaII'l'mostramosvaloresde

perdadeenergiaparapr6tonsealfasatravessandodetetores

de20e40pmdeespessura.Apresentamos'tamb6m,parapró

tons,dêuterons,tr.itonsealfasosvaloresmãximosdeenergia

(E'u")paraosquaisessaSpartícuìasaindasãotota]mentefre

aa'äl'-nos

detetores

de

.l000

e

2000 um'

24.0

29 .0 d

t

.l8.0

70 .0 p d 16.0 19.0 d

t

12.0 48.0 p CI Er u* (Me\l ₎

Pa

rtí-cul a

E

max (Mev ₎

Partí

cul a Er _u*

(Mev) P a

rtí-cu I a

E

max (Mev ₎

Partí

cula

2000 ¡.rlll

1000 prt 5.0 4.361 2.361 1.710 1.367

l.l5l

5,0 10.0 20.0 30.0

40 .0 50.0

.l.0

0.582 0.339

0.208

0 .166 0.130

I

.0

5.0

10.0 20.0 30.0

40 .0 3.754

1.982

1.154

0 .845

0.679 0.573 5.0 10.0 20.0 30.0

40 .0 50.0 I .0 0.204 0.158 0.102 0.078 0.065 1.0 5.0 10.0 20.0 30.0

40 .0

AE

(Mev ₎ EAI

f u (Mev) AE

(Mev ₎

E

Proton

(Mev)

^E

(Mev) EAI _f

u (Mev) AE

(Mev) E

P roton

(Mev ₎

40 uil 20 ¡rrIì

TabeLa If, L22)

Entre

o

alvo e

detetores'

foram colocadas

folhas

ab

sorvedoras de

níque'l

(t

13.8

mg/cm2), com a

finalidade

de evi

tar

que

partícul

as

pesadas

,

proVeni

entes

do eSpal

hamento

eì ã:

tico

e

os

residuos de fusão

que não são de

interesse

atiniam

o

detetor,

ocaSi onando uma al

ta

taxa

de

contagem

e

conseqtlente mente um tempo

morto

apreci ãvel . Na tabel a

lI.2 '

mostramos a

perda

de energìa

(¡E)

de

_P,

or

160

_e

14N _{nessas folhas. Utili}

zou-se,

tambõm, em um

ãngulo

fixo

de

150,

um

detetor

barreira

de

superfície

com a

fjnalidade

de

verificar eventuais

varia

ções

na

espessura

do

alvo

nas vãri

as

i

rradiações

(moni

tor).

4 .931

4.935 4.562 4.286

3 .969

3.570 8.0

l6 .0

26.0 32.0

40 .0

52.0 4.104 4.023 3.704 3.468 3.194 2.s33 7.0

14 .0

22.0

28.0

35.0

56 .0

0.436 0.294 0.187 0.164 0.134 0.114 5.0 10.0 20.0 24.0 32.0

40 .0

0.124

0 .084 0 .054 0 .041

0.034 0.029 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 ( E (Mev) ( ₎ E

(Mev ₎

E (Mev) ( ₎ E (Mev) ( ₎ t6o I,*N o p

TabeLa

ïr.

223)

Em

frente

a

cada

tel

escópi

o

foram col

ocadas

fendas

retangulares

verticais

de djmensões

2

x

8

mm com

a finalidade

de definir

o

ãngulo

sólido

e

m'inimizar

o

alargamento cinemãti

co.

Valores

tîpicos

de aìargamento

cinemãtico estão

na

tabela

II.3.

0s

telescõp'i

os

foram

montados

a

l0

cm

do

alvo, o

que

acarreta

um ãnguìo

sõli¿o

^n

t

1.6

msr.

A

fjm de

determinar os

valores

da secção de choque

absoluta,

existe

na saída da

câmara um copo de

Faraduy,

onde

o

feixe õ

coletado.

Uma

maior precisão na

leitura

de

corrente

do f e'i

xe

é

garant'i da

por

uma supressão geom6tri ca.

ì0

20 40 60

BO

(r4.5)

(?e)

(57)

(83) (r06)

.l50

240 390

430

360

uLRs('cu)

¡E/^o

( keV/grau ) orAB(ecu) ¡E/

Le

( keV/grau a2- ( E*

4.12

MeV ₎

oo / \Ltr*

(

l4)

(28) (55)

( 8l )

(r04)

0.

0

MeV ₎

l0

20

40

60

80

160

240

400

450

390

TabeLa

Iï.3,

VaLov'es de aLatgamento e,inemã'tíeo pa,Ta a's

aLfas

eorresp-ondentes ao

estad.o fundamZntaL

e

segundo estado eæeitado

"¿"o-îî"ug'

poàõ

un+uitn,

d.a- neação t 2 q ( _:-' 0' u ) za MØ na, nnu-og7o

de

bombardeío

de 54'2

ltleV'

rr.l.3.

ELETRoNICA DE AQUISIçÃ0

0 dispositivo eletrõnico

utilizado

consiste

essen

-cialmente

de

dois

circuitos

de co'i

ncidência

(fig' II'5)

sendo

que

os

pu'lsos E

e

^E apõs serem pré-ampìif icados

e

amplifjca

dos são envi ados

a

anal i sadores monocanal (TSCA)

'

0s

si na'is

dos

TSCA em

cojncidêncìa,

são

utirizados

para

garantir

o

sin-cronismo

entre

os

s'i

nais

AE

e

E'

foram

uti

I i zados doi

s

tel

esco dos te I es cóPi

os

( routing

)

fo ram p't os ,

também

Neste

trabalho'

onde

pu'lsos

de

identificação

necessãri os.

0ssinaisEeAEjuntamentecomossjnaisde

dênci

a,

são envi ados

a

conversores ana'l õgi

co-digi

tai

s

c0l ncl

l5

ôEi E

ôE2 E2

OISPLAY

wON|ToR

Pná-amp L¿fi e adoz,

AmpLi,fíeador

AnaLísador monoeanaL

Coíneídâ

AmpLific Geradoz, AmpLífíe

ROUT 1

RC[tr 2

de atz,aso ov,ta

e

aty,aso

de s omq,

TAPE

3

Fígura

IL 5

Díspositítso eLetrôníco

utilízado

PRE AMP

TTMING SCA COlN C

DELAY AMP

GATE DG

t.E e tLE

neia

ador

dep

ador

ROUr TIM¡Î'lG

SCA

o.G GATE

coNc.

scÂ

TMING PRINT

A¡íP DELAY

IBM

I¡t

D'ELAY ÂMP

MON. AE

t\¡ATRIZ

LOGICA D€LAY

AI\¡P

fe

DELAY

AMP

scA

TIMING

OG GATE corÌ.rc.

TIMING sca

RqÍ CIATE

Aquisicoo

dos Dodos

rr.2.l.

r'lÉrooo DE AQUTSIÇÃo

As i nformações de energi

a

contidas

_{nos si nai}

_s

_E

_e

_AE

depoi

s

_{de di} gi _tar i zadas, são envi adas

evento

por

_evento

_a

_deter minadas _{posições na memõria de um mini-computa dor}

DDp-516 HonevueLL,

_atravõs

_{de uma}

_{matriz lõgica}

_de

_fiaçã0.

0

ganho _de conversão

_{utilizado foi}

_de

_{1024 cana.i}

_s.

_Este

m6todo

_de

_aquisi ção

õ

denominado modo

_fiLa,

Da memõria do DDp_5J.6,

os

dados são

di s

co

de trabal

ho de

_{um computad}

_or

_{rBIut s60/44}

dos em

fi

_tas

_{magn6ticas que}

_serão

_uti

_{I i zadas}

dos,

que

_ã

_feita

_fora

_de

_linha.

Antes do i

níci

o

da experi ânci

a,

pode_Sê,

_atravãs

_de uma matri

_z

_{de exi bi}

_çã0,

_observar

_os

_espectros

_{bi paramõtri}

cos

para

_{efetuar os ajustes}

_necessãri

_os.

_Durante

a

exper.i ânci

a

a

moni

_toração

_{ã fei}

_ta

_por

_{i ntermãdi}

_o

_{das projeções}

dos espectros

biparamõtricos

_nos

_eixos

_x

_e

_y,

_{que são}

_exibidas

na

tela

em

li

nha.

0s espectros

das projeções

_e

_{do monitor são montados} memõria do DDp-516

e'

posteriormente,

_{são transfer.i dos para}

disco

no rBM s60

e

daí

para

_fita

_magn6tica,

_{podendo-se, tam}

'

obter

uma r i

stagem.

_Estes

_espectros

_{são adqu.i}

_ri

_{dos em}

mo

multicanal.

0

programa

_{de aquisição}

_ã

_denominad

_o

,ADE

utru) .

p.,

mite,

tamb6m,

_atrav6s

_{de um}

_painel

_{de funções,}

_que

_se

efetue vãri

as

operações _em I i nha

_{sobre os espectros}

_mul

_ti

_canai

_s

_{exi bi}

dos,

como

por

_{exempro, expansão}

_de

_certas

_regiões,

_determina

-ção

de

coordenadas

_e

_contagens

_de

_picos,

_{integração de}

_regiões,

cal i bração de _espectros

_{, etc.}

podemos _tambãm

_graficar

_os

espes

tros

em

escara

linear

_{ou ìogarÍtmica,}

_{usando um graficador}

II

,2,

en vi ados

a

um

e

dai

_armazena

-na

redução dos da

na

um

bãm

do

CALCOMP.

I eveS (o,

180

₊

t2C

descritos

TI

.2.2.

MEDI DAS REAL I ZADAS

Foram medidas

distribuições

_angulares

_de

_partículas

P,

d

e

t)

para

os

sistemas

14N

_{+ l2C,}

160

_{+ r2C}

_e

nas energi

as de

bombardei

o

e

i

nterval

_os

_{angul ares}

na

tabela

II.4.

IabeLa ff, 4

p + 2sAl

d

+

zBAl

t +

27Ai*

d

+

zsMg

5o'e¡qg.55o

50

^e

4l .3

I eo ₊ r2c

*

p + t/A1

d

+

26Al

t

+

2sAl

q

*

z+þ1g#

5o.e <800 LAB

Ae _^J 5o

48.8

54.2

l6o ₊ 12c

p

+

zsMg

d

+

z'*Mg#

t

+

z3Mg cr + 22Na 50<e .75o

LAB

Ae _^J 50

46

'o

14N ₊ 12C

Canais de da

5a1

Int.Angular

EBoro. (Mev)

Sistema

0s

núcleos

residuais

assinalados

com

*

e

#

na

tabe-la II.4,

foram populados

por

canais

de

saída

diferentes,

sendo

possível,

dessa

forma,

verificar

a consistência

dos resultados.

Medidas de espalhamento

elãstico

_{para o}

sjstema

160

₊

12c _{tambãm foram}

_realizadas

_{na energi}

_a

_de

_bombardeio

_de

l8

MeV

e intervalo

_angular

50.01A8.300

_para

_{efeito de}

_nor

mal i zaçã0.

I,t3,

Reduçõo dos Dodos

r r .3. I

.

PR0cRAMAS DE REDUçÃ0

Vãr'i

os

programas foram

utilizados

para

se

obter,

a

parti

_r

dos dados

brutos

bi paramõtri _{cos armazenados em}

_fi

_ta

_mag

nãt'i

ca,

_{os espectros}

_de

_{energia referentes}

_{aos vãrios canaìs}

de

interesse.

um diagrama de blocos é apresentado na figura

II.6.

uma pequena des

cri ção,

bem como resul

tados

obti dos com os mesmos,

será

apresentada.

II.3.l.l.

Programa CoMpACz

0s

dados adqui

ri

dos em modo

fi

I

a,

_{poF serem} armazena

dos evento

por evento, ocupam uma

grande quanti dade de

fi

tas.

Para

se

diminuir

o

número de fitas

utilizadas e

_{ao mesmo tempo}

dispor

de uma maneira

mais

conveniente

os

dados nas mesmas,

u-ti

lizou-se o

programa _coMpAC22s), gue

_{atua sobre}

_os

_dados

bru-tos

atravãs

de

programas de

s7Rr

e MERGE efetuando _uma

ordena-ção ao

colocar o

evento

e a

respectiva freqllência,

juntos

_e

or

denados

por

_linha

_{e coluna.}

_0s

dados

jã

compactados, estão

dìspostos

em

fita,

oFganizados em

blocos de

3200

bytes

(fig.

II. 7),

cada

bloco consistindo

de

400

conjuntos de

B buúes,sen

DADOS

BRUTOS

VERSATEC

PI.OTFÍ T POLIGOM

PLOTA

SIMLVERS

MONTAD 3 ROUT

co[/PAC

2

ESPECTRO

D-iagrama de bLocos mostrando

o

eonjunto

d-e _{_programa,s}

utilizados

na

_{redução d,os} dados.

Figura II.6

t

E

r

A

D

c

X

t

E

r

A

D

c

Y

N

o

-

DE

OCORRÊNCAS

N) J

2

BYTES

2

BYTES

4

BYTES

Figura rr.7

Disposição

_4o"

dados biparamátnieos após

do guê, 2 bytes são reservados

para

cada parãmetro

e 4 bytes,

para

o

nÚmero de

ocorrências.

Nos

2 bgtes

reservados

para

ca-da

parãmetro,

4

bits

contêm

a

i nf ormação

do

número do .4Dc,que

processa a informação

e

os restantes

contêm

o

canal

referente

a0 mesmo.

I I .3 .1

.2.

0btenção de Es

pectros

Bi paramãtri -c0s

Parti ndo dos dados

tros

bi param6tri cos

por

dois

compactados, podemos

_obter

espec-procedimentos:

a)

saída

em ìmpressora

atravãs

do

programa srMLvERS2s),que perm'i

te

_selecionar

_o

intervalo

_de

_interesse

_{em ambos os} ei xos i

b)

uso dos programas MLNTADs"), que monta

os espectros

em

disco

e

PLorA")

_,

que armazena

os

es

pectros

em f i ta

_,

am bos

no formato

conveni ente

ti

co

vERSATEI (

fi g.

I I. 8) .

pana um

graficador eletrostã

A característi ca

típi

ca dos

espectros

AE

x

E,

deve-se

ao

fato

de que

a

perda

de

energia de

uma

partícula

carregada com

energia E,

massa M e carga 7

6

proporcional

_u

_{,

o,

_seja,

AE

t4Z2 26)

Ax

tr

=F

II.3. 1.3.

Programa R)UT

Pode-se

notar

na

def i ni _{ção dos} p'i

_cos

i sol ados i denti

fi

cados

por

i I has na

figura

I I.8a,uma pequena i ncl

inaçã0.

Quan do

é

efetuada

a

projeção

no

eixo

de energia,

a

reso'lução (EWHM)

do espectro,

fi

ca prejudi

cada. Isto

se

deve ao

fato

de

que

o

espectro

bì paramãtri

_{co corresponde}

ãs

variãveis

(AE,E)

e

não

-.:.{1,1¡r 1 ^t li. I ^f

¡l"',

-l l ( I I il c-!n -t i: ì

E¡¡6=48€MeV

0r*=!1O"

l

"G

o+

l ¡r' L .1 { ¡atr=46:QM

+

.t .+

AE

Ar

a) b) +r

L-c) d)

-

Espeetros bipayamátyíeos

para

os

sistemas

76b

_{+ t2C, l̡y +}

JzC

_e

78b

_{+ IzC.}

_7bset,

b),

notamos

a

elímínação da

íncLinação

na.s

índioiduais,

quando, a,o

inuás

de

E,

temos

faíæas,

de

eima pa?a baiæo, eorrespondem ãs

aLfa,3Hn, trítio,

dâuteron

e

pz,óton, Tespee

0s

coytes

abrupto's obseroados,

por

eûempLo

r-pr,6tons,

tãm orígem no

_fato

de- que

estes

a-detetoz, E

a partín

da enengia

de

corte

(oer

J).

Figura fI. I

uando

a)

e

tnansições

E

+

kLE. As

partíeuLas tíoamente.

no

eanaL de

trauessam o

ta.þe La

lJ.

{fr _H

F

É* li\

(aE'E1),

onde El

=

aE

+ E,

representa

a energia

total

da

partÍ-cula

detetada.

como

a

perda

_{de energia}

_¡E

_{õ atribuída}

_a

_um processo

_estatístico

_cujo

_valor

_pode

_flutuar

_{em torno de um va}

l

or

m6di

o

e

ã

i nversamente proporci

_{onal ã}

_energi

_a,

_uma

_partícu

la

com AE

maior,

vai

depositar

_{no segundo}

_detetor

_{uma energia} menor

_{e vice-versa,}

_ocasionando

_{entã0, a inclinação}

_observada.

Podemos

eliminar

_{esta inclinação}

_ê,

_por

_conseguinte, melhorar

a

resoluçã0,

se no

eixo

de

energia,

passarmos

_a

_ter

_a

energi a

_.total

Er

das

particulas

ao

invãs

da

residual

E.

Para

este

fim, foi

uti

I i zado

o

programa Ro(JT2s)

,

que atua

sobre

os

dados compactados modificando

_{a disposição}

_ini

-cial

que

continha

(E,

aE, ng de

ocorrências), para

(E

+

kAE,AE,

nQ de

ocorrências).

Deve-se

incluir

_o

_fator

_k

_para

_levar

_em

conta

a

di f erença de ganho _nos amp'l i f i cadores

para

os

parâme

tros

E

e aE,

poi

s

_os

puì _sos

^E

são bem menores que

os

pu'l

sos

E

e'

por

_isso,

_o

ganho em aE

ã

maion

para

que possamos _separar

os

diferentes

tipos

de

particulas.

Este

fator

6 determinado

a

parti

r

de espectros

prel imi nares

_,

_uti

I i zando

transi

_ções

conhe-ci das.

0

programa tambãm

leva

em

conta

_o

fato

_de

_os

_espec

-tros

terem

sido

adquiridos

em modo

routing, e retira

_o

bít

_de endereçamento djnãmico

adicional,

de modo que ambos

os

espec

-tros

adqui

ridos

simultaneamente, passam

_a

ter

_os

_canais

_numera dos

de

I

a 1024.

Na

fi

gura

I I.8h

_,

apresenta-se

o

mesmo

espec-tro

da

_{figura II.8a,}

onde

jã foi

_{efetuada a}

_{modificação,}

_poden

do-se

notar

a

ausôncia de

inclinação

nas

transições discretas,

acarretando uma melhora

na

resolução.

I{.3.

I

.4.

Programa poUcouzs)

A

corri

gi dos ,

parti

r

dos

õ

poss

_ível

espectros

bi paramãtri _{cos j ã}

obter-se

projeções eril ambos

devi damente

os

eixos,de

regjões

definidas

por

uma

poligonal.

_Este

procedimento perm'i

te

_{conseguir espectros}

_em

_energia

_para

_um

_tipo

_úni

particula

(fig.

II.9

_).

A

resoìução nos

espectros

jã

_corrigi

dos,

6

da

ordem

de

100 keV.

r r . 3.

2.

cAL r BRAÇÃ0 D0S ES PECTR0S

.

Na ca'l i bração dos espectros

_,

f oram

uti

I i zadas

transi

ções bem conhecidas

para

estados

discretos

do

nÍcleo

residual,

a

partir

das

quais

foi

possível

_determinar

_as

_retas

_de

_calibra

çã0,

isto 6,

a

reìação

entre

a energia cin6tica.das partículas

e

_{o canal correspondente. 0s valores}

_das

_energias

_cin6ticas

consideradas,

para

a

construção das

retas,

foram devidamente

corri

gi dos

,

descontando-se

_a

_{perda de energi}

_a

_das

_partícul

_as nas f ol has

de

níque'l

que foram col ocadas

_{entre o}

_a'lvo

_e

_os

de

tetores.

A energi

a

jã

corri

gi

_da

corresponde

_ã

energi

a

real de

tetada

pel

_os

telescópi os.

Para

o

sistema

160

+

12C,

_a

_calibração

_{foi feita}

_{u_} sando-se

os

estados di

scretos

do zaMg atrav'6s

da

reação

12c(160,o)24Mg, _{que apresenta eìevado}

_grau

_de

selet.ividuo"zz,za)

Em

particu'l

ar,

as transições

_{para os}

_estados

_{E* =}

_0.0,

.|.36,

4.123,

_{8.12, 9.28,}

.l3.21,

.l4..l4,

_15,15

_{e 16.g5 MeV, que}

_se

_des

tacam

sobre

o

contínuo,

foram

utilizadas

na

calibração

(fig.

II.9).

Parà

t4N

+

t2C,

_{usamos tambãm}

_os

_estados

_do

_z+Mg,

_poF

intermõdio da

reação t2C(l4N,d)2aMg

_e

para

rB0

₊

t2C,

_os

esta-dos do z6M9r pFOvenientes

_da

_reação r2C(re0,a)z6Mg.

0

espalhamento

_elãstico

_de

_H

_{(contaminante}

_do

_{a.l vo)}

com

o

projãtil,

_{apresenta um}

pico discreto

_e

_intenso

_{em ãngu}

los

dianteiros.

Este

ponto tambãm

foi utilizado

_na

_{calibraçã0.}

Para cada um dos

_{sistemas, as retas}

_de

_calibração

são j _dênti

_{cas para todos}

_os

_canai

_s

observados

_,

poi

s

_estes

_foram

adqui

ri

dos simul taneamente.

co

n0s

de

f-n

*

!o

l\)

è

N)

O

O) 1\)

s

9¿

.=-,

.oyunt

o

p,zpd Tþ?aou?Tod aqs_nfo tan D apuodsa,z,zoc _þppt47

?ïuo.d Dqu?1

v

. _{ooÖo,r.qtToc p^¿pd sDp?z?1?+n wo,roJ onua+uoc}

o

_ a.Ì,gos aocþ+sap

as

anb saoÕasuþú+ sv?,r.þa sV

.6ht¡¿(n,0gt)Cz,

_{ooôoaa D p¿bd-ooVd|+}

_{o,zlbadsg 6.II}

_oanbt¿

d"

o

/dQ.

dE

x

(or

b

/sr

.MeV

₎

I

lo

1ó.85

15.15

1111

11 3

9.28

rnË

1q

_\-/

_o

ï-a

ße.

ryi

&

æ

Ln

o

13.21 il

812

VA

r

r.3.3.

CÃLCUL0 _{DA SECçÃ0 DE CH0QUE ABS0LUTA}

A secção

de

choque di

ferenci

al

experimental

_,

_rel

_ati

-a

um

_{sistema de}

_referôncia

_fixo

_no

_{ìaboratõrio}

_ã

_{dada por:}

do

onde: Ao

^0

(

(II.

_I

)

a

espessura

do

al

LAB

Y

NF

=

número

de

eventos observados.

=

nÍmero

_{de particu'l as no}

f ei xe

incj dente

durante

a

exposi _ção,que pode

_{ser escri to}

_como

_{Nr =}

=Q=, ZPe' sendo

Q

a

carga

totaì

integrada

(vide

figura II. 4)

duran

te

a

exposição

e 70,

o

estado

de

carga m6dio

do

fei

Xê,

que pode

_{ser determinado (vide}

_{fig. II. 3)}

_por

7

=

T

,r

t¡

para

cada energi

a

de bombardei

o,

s endo

Zi

cada estado

de carga

poss

ível

e

pi

a

probabi I i da

de para

cada estado.

=

número

de

partículas presentes

no

alvo

por

unidade dN

de

ãrea

dado

por NÀ

₌

_-

j,

sendo d

A

vo

em g/cm2, No

o

número de Avogadro

e

A

a

massa mo

I

ar

expressa em gramas.

ângulo

sõli¿o subentendido

peìo

detetor.

NR

Uma vez que

_os

cãlculos

teõricos

_{das secções}

_de

_choque

sã0,

geralmente, rel ati

vos

a um

referencial

fixo

no

centro

de

massa, devemos

introduzir

um

fator

de

conversão

(G),

que pode

ser

determ'i nado levando-se em

conta

que

_o

número

de partículas

por

unidade

de

tempo

incidindo

em um elemento

de

ângu1o s6l'ido

dn =

seno

de

do,

deve

ser

o

mesmo em ambos

os

sistemas.

Desta

forma,

sendo

f

o

fluxo

de

partícuìas,

ou

seja,

o

número

de

partículas

incidentes por

unidade

de ãrea

e

por

unidade

de

tempo, temos:

t(åå)

_lo,

seneLAB d6rRs

₌

r(åå)cpr senecM

ou se

ja:

de

(rI.

2)

(rr.

3)

CM

G

sene de

LAB LAB sen0

cM decM

'

ïendo

em

vista

a possibilidade

de

variações na

espes

sura

do

alvo

durante

as

vãrias

irradiações

tomou-se

o

cuidado

de

medir para

cada uma,

a

razão YM/Q sendo yM

o

número

de

par-tículas

detetadas no

monitor

fixo

em eLRg

₌

150.

Esta

razão

deve permanecer

constante

no caso

de

não

existir

_variações

na

espessura do

alvo

nem

na

posição

do

centro

da reação.

caso _ocor

ram

vari ações s i gn i

fi

cati

vas

na

razão YM/Q

,

podemos

efetuar

a

correção

necessãria

para cada

irradiaçã0,

determinando

cons-tantes

KM(e) dadas

por

_{KM(o) =}

#+l

sendo

S@)

o

varor

mã

di

o

desta razão

calcu'lado

a parti

r

de todas

as

i

rradi

ações.

A

fim

de

minimizar

as incertezas

na determinação dos

ãngu'l

os

sõlidos

e

_da

espessura

do

alvo,

decidiu-sê,

alternati-vamente,

determinar

o

valor

do produto

NOan

atravãs

de medidas

de es

pal h amen

to

e'l ãs

ti

co .

se o

espaìhamento

õ

puramente coulombiano

(denomina-do

espalhamento

_{Rutherford), a}

secção de choque

diferencial

no

referencial

do

centro

de

massa

pode

_ser

_calculada

_exatamente, sendo dada por:

(do

Ruth

(7

_{p 7n}

e2)2

I 6EôM sen4

(err/2)

&'

CM

28

onde 7p

,

7A

pecti vamente _'

sa

dada Por

CM M

s ao os

eE

_CM

E

M LAB

números atômicos do

proi6tiI

e

do

alvo'lê9

a

energi

a

no referenci

al

do

centro

de

mas-(rr.s)

M

A E

p

sendo M

do

+

A p

.

MA as massas do

Proi6tll

e

do alvo'

Assim

_'

para

um dado ânguì

o,

pod.emos escrever:

Ru th

drì'

-I-ToÀn

Yrt.

n

_lp-'

( ₎ CM

(rr.

6)

(rr.

7)

ou seJa,

N Aç¿ =

Y GZ e

EL. I

A _(doldCI)äüth

uti

I i zamos

,

para

a

determi nação de NA^n

o

espal hamen

to

elãstico

de

160 em

tzc

na

energia

de bombardeio

de

l8

MeV

no

laboratório (7.7

MeV

no

centro

de massa), que

estã

abaixo

da

barreira

Coulombiana, que

ã

da

ordem

de

t0

MeV

no centro

de

massa.

Garantimos,

assim,

que

o

espalhamento

seia

Coulombiano

;;; ;

too

cM2s)

,

que corresponde aproximadamente

a

33o

no

labo

ratõrio (fig. II.l0).

Foram f ei

tas

medi das em vãri os ãngu'l

os

obedecendo ao

requisi

to

eLAB

. 33o.

0btivemos,

então,

um

valor

de

NAAo para

cada ânguto medido

e

em seguida uma m6¿ia dos

valores

encontra

dos,resultandonumvalorfina]<NA^n,.Duranteasmedidas

não houve vari ação s'ignif

icativa

na

espessura

do alvo'

Em sua forma

fjnaì,

a

secção

de

choque

diferenci

al

e¡'

t0

l0-7.0

80

ro.o

t?o

129

6o.12c ¿uas]rc scarrtRtNG t40

McV CM

a 9C

-lro

¡

I

l

-lro 2 ,

-1 l

E

b

J

b' o-2

¡9-2

3

o-o-4

t

I

1

I

..i

I

I

o

60

r20

r80

0

60

t20 t80

160 _{cM ANGLE (deg)}

Fígura

fI.L0 - Distribui3ões

anguLayes (donr/doRuth),

paya o

sístema

L6o

+ l2c

em oã,yías ener

gias

d.e bombard.eío

no

centno d,e

^o""otî)

perimental

absoluta

fica

assini escrita:

YGZ

e

A

kM(e)

_(II.

8)

Devemos lembrar

que, como

foram usados

do'is

telescõ-p.i

os para

as medi das de i nteresse

'

temos um val

or

de NA^o para

cada

telescõpio.

0s

valores

relativos

de <NAAo>' podem

ser

ob

tidos

se fizermos

medjdas em um mesmo ãngulo

para ambos os

te-I es cõpi os .

Comafina]jdadedenãorepetiraSmedidasde

lhamento

elãstico

para

cada

período de

tomada

de

dados'

du zi

a-se

em cada novo período

,

al guns pontos i

ã

exi s ten

período anteri

or

para

efeito

de

normali zação'

AincertezadosvaloreseXperimentaisdeSecç

dos

err

kM(o)

espa

repro-tes

no

ão

de

os

devi

e

ao er choque pode

ser

calculada

atravãs

da

propagaçao

dos

ã

determinação do

valor

de Noao'

ã

constante

ro

estatísti

co.

I

I.3.4.

DISTRIBUIçOES ANGULARES E ESPECTROS

INTEGRA-DOS EM ANEUUO

Sendoquenossointeresseresidenadeterminaçãoda

densi dade de nívei s e, conseqüentemente,

na

região

do

contÍnuo do

espectro,

podemos,

a

partir

da equação das retas

de

calibra

ção

e

com

o

auxí1io

de um programa que

efetua cãlculos

de

cine

mãti

ca de

reaçã

o

(Hee-Wee)

,

di vi di

r

os espectros

em fai

xas

de

'largura

^E*

bem definidas em energia

de excitação' Em noss0

trabalho'escolhemosintervalosÀE*=].0MeV.Umaestimativa

da

região

correspondente

ao

i

níci

o

do contínuo

foi

fei

ta

'