No description available.

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The long-standing problem of possible formation of metastable states in collisions of the eta-meson with atomic nuclei is revisited. The two-body eta-nucleon interaction is described by a local potential, which is constructed by fitting known low-energy parameters of this interaction. The many-body eta-nucleus potential obtained within the folding model, is used to search for metastable states of the systems formed by the eta-meson with hydrogen and helium isotopes. It is found that all these systems generate strings of overlapping resonances. / Physics / M.Sc. (Physics)

O Presente trabalho propôs o estudo de reações fotonucleares e fotoprodução de pions em energias intermediárias e altas usando o modelo de cascata intranuclear MCMC para a fase rápida de reação e outro algoritmo de Monte Carlo para descrever o processo de decaimento do núcleo composto via evaporação de partículas e fissão nuclear. Dentre as principais inovações implementadas no MCMC, podemos citar: i) a inclusão detalhada do canal do quase-dêuteron no intervalo 20 < Eg < 140 MeV; ii) o desenvolvimento inédito e rigoroso de um mecanismo de bloqueio de Pauli não-estocástico, avaliando as excitações partícula-buraco em tempo real na fase de pré-equilíbrio; iii) a incorporação de um critério energético de parada para a cascata; iv) a utilização de distribuições de momento apropriadas para núcleos leves (Modelo de Camadas), v) a inclusão de canais de fotoprodução do pi^0 na região da Delta (1232) e em altas energias 4,0 < Eg < 6,0 GeV e ângulos frontais e, vi) a metodologia inédita para avaliar as interações de estado final de mésons e ressonâncias com o núcleo via cenário de espalhamentos múltiplos. O mecanismo do quase-dêuteron reproduz satisfatoriamente as seções de choque totais de fotoabsorção e as multiplicidades médias de nêutrons emitidos em núcleos pesados, interpretando qualitativamente as seções de choque para os canais de eletrodesintegração (e,xnyp) do 232Th. A contribuição de um possível processo de fotoabsorção por poucos corpos no 232Th é analisada via canal de fotofissão. Os cálculos das distribuições angulares na fotoprodução incoerente do pi^0 para o 12C e 208Pb em energias intermediárias estão em ótimo acordo com dados experimentais obtidos no Microtron de Mainz (MAMI). Os resultados para as seções de choque das distribuições angulares do pi^0 em altas energias servirão como referência na Colaboração PrimEx no Jefferson Laboratory Facility, propiciando a separação da parte incoerente das demais contribuições nucleares e eletromagnéticas e auxiliando na determinação precisa da meia-vida do decaimento radiativo pi^0 --> GG. / Photonuclear reactions and pion photoproduction at intermediate and high energies have been studied using the multicollisional intranuclear cascade model (MCMC) for the rapid reaction step and another Monte Carlo algorithm to describe the de-excitation of the compound nucleus via particle evaporation and nuclear fission. The new features of the MCMC are: i) the detailed inclusion of the quasideuteron channel in the range 20 < Eg < 140 MeV; ii) the development of a rigorous and completely new non stochastic Pauli blocking mechanism, taking into account particle - hole excitations during the pre-equilibrium stage; iii) the incorporation of an energetic criterion to stop de cascade; iv) the employment of an appropriate momentum distribution for light nuclei (Shell Model); v) the inclusion of pi^0 photoproduction channels in the Delta (1232) region and at high energies 4.0 < Eg < 6.0 GeV and forward angles, and vi) the new methodology to evaluate the pion-nucleus and Delta - nucleus Final State Interactions via a multiple scattering scenario. The quasideuteron mechanism reproduces the total photoabsorption cross sections and neutron multiplicities in heavy nuclei, giving a qualitative interpretation for the cross sections of the electrodisintegration channels (e,xnyp) from 232Th. The contribution of a possible few body photoabsorption process in 232Th is evaluated via fission channel. The calculations of the pi^0 angular distributions for incoherent production at intermediate energies for 12C and 208Pb are in excellent agreement with the experimental data of the Mainz Microtron (MAMI). The results of the pi^0 angular distributions at higher energies will be reference for the PrimEx Collaboration at the Jefferson Laboratory Facility, propitiating the separation of the incoherent part from the remaining nuclear and electromagnetic contributions and helping to perform a high precision measurement of the pi^0 to gamma-gamma radiactive decay width.

Thesis (Ph.D.); Submitted to the Univ. of California, Berkeley, CA (US); 24 Nov 2004. / Published through the Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information. "UCRL-TH-208645" Allen, M. 11/24/2004. Report is also available in paper and microfiche from NTIS.

The long-standing problem of possible formation of metastable states in collisions of the eta-meson with atomic nuclei is revisited. The two-body eta-nucleon interaction is described by a local potential, which is constructed by fitting known low-energy parameters of this interaction. The many-body eta-nucleus potential obtained within the folding model, is used to search for metastable states of the systems formed by the eta-meson with hydrogen and helium isotopes. It is found that all these systems generate strings of overlapping resonances. / Physics / M.Sc. (Physics)

O Presente trabalho propôs o estudo de reações fotonucleares e fotoprodução de pions em energias intermediárias e altas usando o modelo de cascata intranuclear MCMC para a fase rápida de reação e outro algoritmo de Monte Carlo para descrever o processo de decaimento do núcleo composto via evaporação de partículas e fissão nuclear. Dentre as principais inovações implementadas no MCMC, podemos citar: i) a inclusão detalhada do canal do quase-dêuteron no intervalo 20 < Eg < 140 MeV; ii) o desenvolvimento inédito e rigoroso de um mecanismo de bloqueio de Pauli não-estocástico, avaliando as excitações partícula-buraco em tempo real na fase de pré-equilíbrio; iii) a incorporação de um critério energético de parada para a cascata; iv) a utilização de distribuições de momento apropriadas para núcleos leves (Modelo de Camadas), v) a inclusão de canais de fotoprodução do pi^0 na região da Delta (1232) e em altas energias 4,0 < Eg < 6,0 GeV e ângulos frontais e, vi) a metodologia inédita para avaliar as interações de estado final de mésons e ressonâncias com o núcleo via cenário de espalhamentos múltiplos. O mecanismo do quase-dêuteron reproduz satisfatoriamente as seções de choque totais de fotoabsorção e as multiplicidades médias de nêutrons emitidos em núcleos pesados, interpretando qualitativamente as seções de choque para os canais de eletrodesintegração (e,xnyp) do 232Th. A contribuição de um possível processo de fotoabsorção por poucos corpos no 232Th é analisada via canal de fotofissão. Os cálculos das distribuições angulares na fotoprodução incoerente do pi^0 para o 12C e 208Pb em energias intermediárias estão em ótimo acordo com dados experimentais obtidos no Microtron de Mainz (MAMI). Os resultados para as seções de choque das distribuições angulares do pi^0 em altas energias servirão como referência na Colaboração PrimEx no Jefferson Laboratory Facility, propiciando a separação da parte incoerente das demais contribuições nucleares e eletromagnéticas e auxiliando na determinação precisa da meia-vida do decaimento radiativo pi^0 --> GG. / Photonuclear reactions and pion photoproduction at intermediate and high energies have been studied using the multicollisional intranuclear cascade model (MCMC) for the rapid reaction step and another Monte Carlo algorithm to describe the de-excitation of the compound nucleus via particle evaporation and nuclear fission. The new features of the MCMC are: i) the detailed inclusion of the quasideuteron channel in the range 20 < Eg < 140 MeV; ii) the development of a rigorous and completely new non stochastic Pauli blocking mechanism, taking into account particle - hole excitations during the pre-equilibrium stage; iii) the incorporation of an energetic criterion to stop de cascade; iv) the employment of an appropriate momentum distribution for light nuclei (Shell Model); v) the inclusion of pi^0 photoproduction channels in the Delta (1232) region and at high energies 4.0 < Eg < 6.0 GeV and forward angles, and vi) the new methodology to evaluate the pion-nucleus and Delta - nucleus Final State Interactions via a multiple scattering scenario. The quasideuteron mechanism reproduces the total photoabsorption cross sections and neutron multiplicities in heavy nuclei, giving a qualitative interpretation for the cross sections of the electrodisintegration channels (e,xnyp) from 232Th. The contribution of a possible few body photoabsorption process in 232Th is evaluated via fission channel. The calculations of the pi^0 angular distributions for incoherent production at intermediate energies for 12C and 208Pb are in excellent agreement with the experimental data of the Mainz Microtron (MAMI). The results of the pi^0 angular distributions at higher energies will be reference for the PrimEx Collaboration at the Jefferson Laboratory Facility, propitiating the separation of the incoherent part from the remaining nuclear and electromagnetic contributions and helping to perform a high precision measurement of the pi^0 to gamma-gamma radiactive decay width.

Das Thema der Arbeit ist experimentelle Bestimmung der Ausbeute durch Photoaktivierung von Mo-92 mittels Bremsstrahlung des supraleitenden Elektronenlinearbeschleuniger ELBE im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf. Mo-92 ist der p-Kern mit der größten Isotopenhäufigkeit und wird in astrophysikalischen Netzwerkrechnungen deutlich unterproduziert. Untersucht wurde dabei insbesondere der (gamma,p)- und (gamma,n)-Kanal, wobei für letzteren wegen der Halbwertszeit des Endkerns (Isomer) von 65 s eine Rohrpost verwendet wurde. Die Aktivierung erfolgte an zwei verschiedenen Bestrahlungsplätzen. Am Kernphysikmessplatz konnte die Photonenfluenz absolut mittels Kernresonanzfluoreszenz an B-11 bestimmt werden. Im Elektronenstrahlfänger wurde die Photodesintegrationsreaktion Au-197(gamma,n) zur Normierung verwendet. Die Endpunktsenergie wurde über den Deuteronenaufbruch durch Messung der Protonenspektren mit Si-Detektoren bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit der integralen Ausbeute mit Hauser-Feshbach-Modellrechnungen verglichen. Parasitär konnte auch die Ausbeute der Aktivierung des in natürlichem Mo enthaltenen Isotops Mo-100 untersucht und mit früheren Photoneutronenexperimenten verglichen werden.

Die kosmische Nukleosynthese 35 protonenreicher stabiler Nuklide zwischen Selen und Blei kann nicht durch Neutroneneinfangprozesse erklärt werden. Es wird angenommen, dass diese Kerne in explosiven Szenarien, wie Supernova-Explosionen durch Protoneneinfang oder Photodesintegrationsprozesse, erzeugt werden, jedoch sind die solaren Häufigkeiten dieser sogenannten p-Kerne noch nicht verstanden. Der p-Kern mit der größten Isotopenhäufigkeit, 92Mo, wird in Nukleosynthese-Netzwerkrechnungen deutlich unterproduziert. Eine mögliche Ursache könnten unpräzise Reaktionswirkungsquerschnitte sein, da die meisten Wirkungsquerschnitte nur aus Modellrechnungen bekannt sind. Daher war es naheliegend, die Photodesintegrationswirkungsquerschnitte von 92Mo mit der Methode der Photoaktivierung an der Strahlungsquelle ELBE im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf zu überprüfen. Durch die hohe Intensität der Bremsstrahlung von bis zu 10^9 MeV^-1cm^-2s^-1 im Energiebereich bis zu 20 MeV konnten im Rahmen dieser Arbeit erstmals nicht nur die (γ,n)-, sondern auch die (γ,p)-Reaktionen an 92Mo bei astrophysikalisch relevanten Energien untersucht werden. Durch die Messungen an zwei Bestrahlungsplätzen konnten systematische Unsicherheiten reduziert werden. Insbesondere wurde eine präzise Bestimmung der Photonenfluenz vorgenommen: Am Kernphysikmessplatz erfolgte die Bestimmung mittels Kernresonanzfluoreszenz an 11B. Im Elektronenstrahlfänger wurde die Photodesintegrationsreaktion 197Au(γ,n) zur Normierung der Photonenfluenz verwendet, nachdem sie zuvor am Kernphysikmessplatz überprüft wurde. Die Reaktion 92Mo(γ,n)91mMo, mit einer Halbwertszeit des Endkerns von 65 s, war dank einer Rohrpost zugänglich, mit der die Proben in weniger als 10 s von der Bestrahlungsstation zum Zerfallsmessplatz transportiert werden können. Die Messungen dieser Arbeit bestätigen im wesentlichen die Hauser-Feshbach-Modellrechnungen bezüglich der Photodesintegrationsreaktionen (γ,n) und (γ,p). Die Unterproduktion der Mo- und Ru-Isotope ist daher nicht erklärbar durch ungenaue Wirkungsquerschnitte. Zur Nukleosynthese dieser Kerne müssen andere astrophysikalische Prozesse, z.B. neutrinoinduzierte Reaktionen beitragen. Die gemessenen Photoaktivierungsausbeuten haben eine hohe Empfindlichkeit auf die Photonenstärkefunktion. ÄAnderungen der Dipolriesenresonanzparameter wirken sich stärker auf berechnete Ausbeuten aus, als ÄAnderungen der Kernniveaudichte oder der Parameter des optischen Modells. Durch gleichzeitige Messung der Photodesintegration am Kern 100Mo konnten Unsicherheiten in der Normierung von Photoneutronenexperimentdaten aus der Positronenannihilation im Flug geklärt werden.

Die kosmische Nukleosynthese 35 protonenreicher stabiler Nuklide zwischen Selen und Blei kann nicht durch Neutroneneinfangprozesse erklärt werden. Es wird angenommen, dass diese Kerne in explosiven Szenarien, wie Supernova-Explosionen durch Protoneneinfang oder Photodesintegrationsprozesse, erzeugt werden, jedoch sind die solaren Häufigkeiten dieser sogenannten p-Kerne noch nicht verstanden. Der p-Kern mit der größten Isotopenhäufigkeit, 92Mo, wird in Nukleosynthese-Netzwerkrechnungen deutlich unterproduziert. Eine mögliche Ursache könnten unpräzise Reaktionswirkungsquerschnitte sein, da die meisten Wirkungsquerschnitte nur aus Modellrechnungen bekannt sind. Daher war es naheliegend, die Photodesintegrationswirkungsquerschnitte von 92Mo mit der Methode der Photoaktivierung an der Strahlungsquelle ELBE im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf zu überprüfen. Durch die hohe Intensität der Bremsstrahlung von bis zu 10^9 MeV^-1cm^-2s^-1 im Energiebereich bis zu 20 MeV konnten im Rahmen dieser Arbeit erstmals nicht nur die (γ,n)-, sondern auch die (γ,p)-Reaktionen an 92Mo bei astrophysikalisch relevanten Energien untersucht werden. Durch die Messungen an zwei Bestrahlungsplätzen konnten systematische Unsicherheiten reduziert werden. Insbesondere wurde eine präzise Bestimmung der Photonenfluenz vorgenommen: Am Kernphysikmessplatz erfolgte die Bestimmung mittels Kernresonanzfluoreszenz an 11B. Im Elektronenstrahlfänger wurde die Photodesintegrationsreaktion 197Au(γ,n) zur Normierung der Photonenfluenz verwendet, nachdem sie zuvor am Kernphysikmessplatz überprüft wurde. Die Reaktion 92Mo(γ,n)91mMo, mit einer Halbwertszeit des Endkerns von 65 s, war dank einer Rohrpost zugänglich, mit der die Proben in weniger als 10 s von der Bestrahlungsstation zum Zerfallsmessplatz transportiert werden können. Die Messungen dieser Arbeit bestätigen im wesentlichen die Hauser-Feshbach-Modellrechnungen bezüglich der Photodesintegrationsreaktionen (γ,n) und (γ,p). Die Unterproduktion der Mo- und Ru-Isotope ist daher nicht erklärbar durch ungenaue Wirkungsquerschnitte. Zur Nukleosynthese dieser Kerne müssen andere astrophysikalische Prozesse, z.B. neutrinoinduzierte Reaktionen beitragen. Die gemessenen Photoaktivierungsausbeuten haben eine hohe Empfindlichkeit auf die Photonenstärkefunktion. ÄAnderungen der Dipolriesenresonanzparameter wirken sich stärker auf berechnete Ausbeuten aus, als ÄAnderungen der Kernniveaudichte oder der Parameter des optischen Modells. Durch gleichzeitige Messung der Photodesintegration am Kern 100Mo konnten Unsicherheiten in der Normierung von Photoneutronenexperimentdaten aus der Positronenannihilation im Flug geklärt werden.