M.Phil. (Chemistry) / This project concerns the study of , specifically, the incomplete fusion mechanism. The nuclear reaction 7Li + 176Yb at 50 MeV was therefore carried out using the AFRODITE and DIAMANT facility of iThemba LABS. A 7Li nuclide is considered suitable for the breakup fusion (incomplete fusion) reaction because of its well developed cluster structure of an -particle and triton which are weakly bound in this nucleus. One of the breakup fragments may be captured by the target while the other escapes at the beam velocity. Light charged-particles (alpha, tritons, deuterons and protons) were detected with the DIAMANT (CsI) array in co-incidence with gammarays detected by the AFRODITE (HPGe) spectrometer. The light particle detection in co-incidence with gamma detection was an important innovation that allowed exclusivity in the reconstruction of the mechanism by which specific residues were produced. Off-line data processing was used to produce charged-particle-gated gamma-gamma coincidence matrices which were analysed with the RADWARE software package. The level scheme exclusive to a particular channel for the production of the 178Hf was extracted. The relative cross-section for the various reaction channels could also therefore be extracted. In particular, the intensity ratios of gamma transitions as function of spin for proton to triton-gated matrices populating the 178Hf isotope were extracted. Insights could be developed into the incomplete fusion reaction mechanisms initiated by the breakup of the incident 7Li projectile.

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The model investigated, exhibits and defines in mathematical expressions all the laws of common mechanical behavior of an inelastic solid. As a result, it excels the more common models discussed in the introduction not only in completeness of behavior, but also in possibilities of application In a practical sense, it is of interest to note the similarity between the stress-strain curves of the model and those of some aluminum alloys, Duralumin, magnesium and copperâ ¢ The creep and strain recovery curve of Fig. (20) is in close agreement with that of real metals discussed by Nadai (l5). This seems to indicate that the model will be useful in giving mathematical equations for the behavior of these metals under different test conditions. / Master of Science

Typescript / Copies of three papers (2 published), co-authored by the author, in back / Bibliography: leaves 179-186 / ix, 186 leaves : ill ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Physics and Mathematical Physics, 1988

Thesis (M. Sc.)--University of Adelaide, Dept of Physics, 1986. / Includes bibliographical references (leaves 103-105).

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2005. / Vita. Includes bibliographical references (p. 61-68).

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Les travaux effectués au cours de cette thèse au sein du groupe de structure nucléaire de l’IPN d’Orsay s’articulent autour de la production, en vue d’une étude par spectroscopie gamma, de noyaux exotiques riches en neutron de la couche fp. Dans ce cadre, nous avons mis en place, auprès de l’accélérateur Tandem d’Orsay, un multi-détecteur au germanium baptisé ORGAM, destiné à la spectroscopie gamma à haute résolution. Au cours de l’année 2008-2009, les détecteurs amenés à composer ORGAM ont été testés individuellement, ainsi que le dispositif annexe de réjection Compton, en coopération avec la division instrumentation du laboratoire. Parallèlement, le système d’alimentation automatique en azote liquide, destiné au maintien des détecteurs à basse température, a été amélioré et fiabilisé. L’ensemble du dispositif a été mis en place sur une ligne de faisceau de l’accélérateur tandem avec le concours du personnel technique de l’accélérateur.La première expérience utilisant le dispositif ORGAM a été réalisée en juillet 2009. Cette expérience, dont les données ont été analysées dans le cadre de ce travail, visait à étudier les collisions profondément inélastiques entre un faisceau de 36S accéléré à 154 MeV, et une cible de 70Zn. Un dispositif permettant la détection des particules chargées émises à grand angle a été utilisé afin d’identifier les fragments de ces collisions. Il n’a pas été possible, du fait du fond important induit par la diffusion élastique du faisceau dans la cible, d’identifier directement ces fragments. L’étude des coïncidences gamma-gamma avec le détecteur ORGAM a cependant permis de mettre en évidence de nombreuses cascades de photons désexcitant des noyaux potentiellement produits par les réactions d’intérêt.Les données recueillies au cours d’une autre expérience, réalisée auprès du tandem d’Orsay en 2005, ont été analysées dans le cadre de ce travail. Cette expérience, visant à produire par fusion évaporation entre un faisceau de 14C à 25 MeV et une cible de 48Ca, les noyaux de 59Mn et de 57Cr, a permis d’établir une partie du spectre en énergie d’excitation de ces noyaux, jusqu'à une énergie d’excitation supérieure à 3 MeV.Une étude théorique des noyaux de chrome impairs de la couche fp a été tentée à l’aide d’un modèle phénoménologique de couplage intermédiaire. Ce modèle a permis une description satisfaisante du 53Cr. Les prédictions du modèle, qui ne prend pas en compte l’interaction entre nucléons de valence, se sont avérées beaucoup moins satisfaisante pour les noyaux de 55Cr et 57Cr. / This PhD thesis was prepared within the nuclear structure group of IPN Orsay. The work presented aimed to produce neutron rich fp shell nuclei through heavy ion collisions at the tandem accelerator of IPN, and to study them using gamma spectroscopy. For this purpose, a germanium gamma array called ORGAM, and dedicated to high resolution gamma spectroscopy, was set up at the tandem accelerator. During the year 2008/2009, the individual germanium detectors were tested and repaired, as well as their ancillary anti-Compton shielding. At the same time, the liquid nitrogen auto-fill system was improved for better reliability. The array was finally set up on a beam line of the accelerator.The first experiment using the ORGAM array was performed in July 2009. This experiment aimed to study fully damped deep-inelastic collisions between a 36S beam accelerated to 154 MeV, and a 70Zn target. An additional charged particle detection system was used to detect interesting fragments emitted at backward angles. It was not possible to separate these fragments from the background induced by backscattered ions from the beam. Nevertheless, the study of gamma-gamma coincidences detected with the ORGAM array allowed to identify gamma cascades de-exciting nuclei potentially produced through the mechanism of interest. Data accumulated during another experiment performed at the tandem accelerator in 2005 were analyzed. Fusion-evaporation reaction between a 25 MeV, 14C beam focused on a 48Ca target produced the 57Cr and 59Mn nuclei, whose energy spectra were established up to 3 MeV.We attempted to study theoretically odd Chromium isotopes with a simple model based on the intermediate coupling scheme. This model, which doesn’t take into account correlation between valence nucleons, described in satisfactory way the semi-magic + 1 neutron, 53Cr, but failed to do so for mid-shell nuclei 55Cr and 57Cr.