Reacciones de dispersión cuasielástica

Uno de los aspectos más interesantes y que continúa atrayendo atención e interés, son los incrementos observados en las secciones eficaces de fusión a energías por debajo de la barrera de Coulomb que se han explicado como el resultado de acoplamientos a otros grados de libertad; sin embargo, esta información resulta insuficiente para determinar cuáles acoplamientos están realmente presentes en la reacción nuclear. La obtención de la distribución de barreras de fusión permite contar con una herramienta complementaria a la función de excitación de fusión para determinar los canales acoplados que intervienen en el sistema bajo estudio.

Esas distribuciones pueden lograrse a través de la primera derivada de la sección eficaz del denominado canal cuasi-elástico. Las funciones de excitación experimentales de dicho canal (suma de los canales elástico, inelástico y de transferencia de partículas) se miden a ángulos traseros a energías próximas a la barrera de Coulomb, empleando para ello -habitualmente- una cámara de ionización seguida de un detector de estado sólido para la detección e identificación de los productos de interés de la reacción nuclear. En el Laboratorio TANDAR se han desarrollado variados experimentos en los últimos años, para obtener la distribución de barreras de fusión para diversos sistemas. En la actualidad -y dentro del marco de investigaciones del proceso de breakup- se proyectan estudios relacionados con la influencia del mismo en las distribuciones de barreras de fusión.

La mencionada distribución de barreras también puede extraerse directamente de mediciones precisas de las secciones eficaces de fusión a través de la segunda derivada del producto s*E como función de la energía E. Estas mediciones representan un desafío permanente dentro de la física nuclear experimental. La dificultad surge porque los residuos de evaporación de interés, provenientes de la fusión, son emitidos a ángulos delanteros en la dirección del haz incidente y -por lo tanto- se torna indispensable contar con un sistema de detección que contenga un elemento capaz de separar los mencionados residuos de evaporación de las partículas dispersadas del haz, presentes en cantidad muy superior a la de los productos de reacción de interés.

El problema presentado anteriormente en relación con la gran dispersión angular de los residuos de evaporación ha sido resuelto satisfactoriamente desarrollando un novedoso doble deflector electrostático (figura 2). El objetivo de este aparato no es simplemente la separación de los productos de fusión del haz incidente sino además reducir la dispersión de aquellos de forma tal que la totalidad alcance el detector. El sistema integral de detección se completa con un multi-detector construído en nuestro laboratorio que consta de un detector multi-filar, una cámara de ionización y un detector de estado sólido. Las señales obtenidas de éste permiten identificar a los iones por su pérdida de energía en el medio gaseoso, su energía residual y por el tiempo de vuelo empleado en recorrer el multi-detector. Una adecuada combinación de estas magnitudes permite distinguir entre los residuos de evaporación y aquellas partículas del haz incidente dispersadas en el colimador; este elemento se encuentra ubicado delante del deflector y su función es seleccionar un ángulo de interés. Ambos componentes del sistema de detección (deflector y multi-detector) han sido evaluados en forma separada a través de estudios de dispersión elástica y en reacciones de fusión. La figura 1 muestra un típico espectro bidimensional obtenido con el multi-detector ubicado a 7.6º irradiando iones de 12C de 54 MeV sobre un blanco de 105Pd.

Figura 1

En la figura 2 se puede observar la disposición final que tendrá el sistema integral de detección dentro de la cámara de dispersión.

Figura 2

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