2011. február 8.

Physics Letters B 695 (2011) 419-423

Determining reaction cross sections via characteristic X-ray detection: α-induced reactions on 169Tm for the astrophysical γ-process

(169Tm céltárgymagon alfa részecske - indukált magreakciók hatáskeresztmetszeteinek meghatározása karakterisztikus Röntgensugárzás méréssel)

G. G. Kiss1, T. Rauscher2, T. Szűcs1, Zs. Kertész1, Zs. Fülöp1, Gy. Gyürky1, C. Fröhlich3, J. Farkas1, Z. Elekes1, E. Somorjai1

1 MTA Atommagkutató Intézete (ATOMKI), H-4001 Debrecen, Magyarország
2 Department of Physics, University of Basel, CH-4056 Basel, Svájc
3 Department of Physics, North Carolina State University, Raleigh, NC 27695, USA


A nukleáris asztrofizika tudományterületének feladata a csillagok energiatermelésében illetve a kémiai elemek előállításában fontos szerepet játszó magreakciók vizsgálata. A nehéz, ritka, stabil, proton-gazdag izotópokat melyek az úgynevezett asztrofizikai γ folyamat során, a szupernóva robbanásban keletkeznek, p magoknak nevezzük. Jelenleg a γ folyamat lejátszódásának asztrofizikai körülményei nem megfelelő pontossággal ismertek. Ennek egyik oka a kísérleti magreakció hatáskeresztmetszet adatok hiánya.

Ismereteink szerint a p magok, a csillag élete során neutronbefogás révén termelődött magokon lejátszódó fotobomlási reakciókban keletkeznek. Ezen fotobomlási reakciók közvetlenül csak igen nagy nehézségek árán vizsgálhatóak a laboratóriumban, azonban számos esetben az inverz folyamatok tanulmányozásával fontos információk nyerhetőek. Kutatótársaimmal egy új eljárást dolgoztam ki, mellyel azok az alacsony hatáskeresztmetszetű (azaz kis valószínűséggel lejátszódó) magreakciók is, vizsgálhatóak melyek hosszú felezési idejű végmagra (T1/2 > 1 év) vezetnek illetve melyek esetében a végmag nem vagy csak kis intenzitású gammasugárzást bocsájt ki.

A módszer annak felismerésén alapszik, hogy amennyiben egy a stabilitási völgy proton-gazdag oldalán elhelyezkedő magon töltött-részecske indukált magreakció játszódik le, a keletkező radioaktív végmag domináns bomlási formája az elektronbefogás. A folyamat egyik kísérőjelensége a karakterisztikus röntgensugárzás kibocsájtás. Ezen, nagy intenzitású röntgen-átmenetek hozamát úgynevezett LEPS (Low Energy Photon Spectrometer) típusú félvezető detektorral mértük. A LEPS detektorok hatásfoka igen nagy az alacsonyenergiás (<150 keV) gamma sugárzás detektálására ugyanakkor érzéketlenek a magas energiás gamma háttérre.

A módszer alkalmazhatóságát a 169Tm(α,γ)173Lu és 169Tm(α,n)172Lu reakciók vizsgálatán keresztül mutattuk be. Ebben, a γ folyamat modellezése szempontjából különösen fontos magtartományban első alkalommal sikerült az asztrofizikailag fontos energiatartomány közelében hatáskereszt-metszeteket meghatározni.


Kísérleteinket az MTA Atommagkutató Intézetében végeztük, az OTKA, az EUROGENEZIS kutatási projekt és az Európai Kutatási Tanács támogatásával.


Korábban:



2011. január 8.
Evidence for a spin-aligned neutron-proton paired phase from the level structure of 92Pd

Nature 469, 68-71 (2011)
B. Cederwall, F. Ghazi Moradi, T. Bäck, A. Johnson, J. Blomqvist, E. Clément, G. de France, R. Wadsworth, K. Andgren, K. Lagergren, A. Dijon, G. Jaworski, R. Liotta, C. Qi, B. M. Nyakó, J. Nyberg, M. Palacz, H. Al-Azri, A. Algora, G. de Angelis, A. Ataç, S. Bhattacharyya, T. Brock, J. R. Brown, P. Davies, A. Di Nitto, Zs. Dombrádi, A. Gadea, J. Gál, B. Hadinia, F. Johnston-Theasby, P. Joshi, K. Juhász, R. Julin, A. Jungclaus, G. Kalinka, S. O. Kara, A. Khaplanov, J. Kownacki, G. La Rana, S. M. Lenzi, J. Molnár, R. Moro, D. R. Napoli, B. S. Nara Singh, A. Persson, F. Recchia, M. Sandzelius, J.-N. Scheurer, G. Sletten, D. Sohler, P.-A. Söderström, M. J. Taylor, J. Timár, J. J. Valiente-Dobón, E. Vardaci & S. Williams

2010. november 24.
Reactor Decay Heat in 239Pu: Solving the γ Discrepancy in the 4‒3000-s Cooling Period

Phys. Rev. Lett. 105, 202501 (2010)
A. Algora, D. Jordan, J. L. Taín, B. Rubio, J. Agramunt, A. B. Perez-Cerdan, F. Molina, L. Caballero, E. Nácher, Krasznahorkay Attila, Hunyadi Mátyás, Gulyás János, Vitéz Attila, Csatlós Margit, Csige Lóránt, J. Äysto, H. Penttilä, I. D. Moore, T. Eronen, A. Jokinen, A. Nieminen, J. Hakala, P. Karvonen, A. Kankainen, A. Saastamoinen, J. Rissanen, T. Kessler, C. Weber, J. Ronkainen, S. Rahaman, V. Elomaa, S. Rinta-Antila, U. Hager, T. Sonoda, K. Burkard, W. Hüller, L. Batist, W. Gelletly, A. L. Nichols, T. Yoshida, A. A. Sonzogni, and K. Peräjärvi

2010. október 15.
An exactly solvable Schrödinger equation with finite positive position-dependent effective mass

Journal of Mathematical Physics 51, 092103 (2010)
Lévai Géza, O. Özer

2010. augusztus 30.
Interference effect in the dipole and nondipole anisotropy parameters of the Kr 4p photoelectrons in the vicinity of the Kr (3d)-1
np resonant excitations
Phys. Rev. A 81, 043416 (2010)
Ricz Sándor, Ricsóka Tícia, K. Holste, A. Borovik Jr., D. Bernhardt, S. Schippers,
Kövér Ákos, Varga Dezső, A. Müller

2010. július 5.
Nanochannel alignment analysis by scanning transmission ion microscopy

Nanotechnology 21, 295704 (2010)
Rajta István, Gál Gabriella, Szilasi Szabolcs, Juhász Zoltán, Biri Sándor,
Mátéfi-Tempfli Mária és Mátéfi-Tempfli István