O presente trabalho apresenta uma metodologia nova de introduzir o núcleo de prova 111In em amostras para medidas de Correlação Angular Gama-Gama Perturbada (CAP). Para esta finalidade utilizou-se reação nuclear do tipo 108Pd(6Li,3n)111In. Para testar o método de implantação iônica foram utilizadas amostras de compostos intermetalicas tipo liga de Heusler Pd2MnZ onde Z=Sn,Sb,Ge,In. O trabalho demonstra que, para as amostras nas quais o paládio é um dos componentes do alvo da reaçãoo, o processo de implantaçãoo de 111In usando esta reação nuclear é muito eficiente comparada com os métodos convencionais usados para introduzir este núcleo de prova. Após a implantação do núcleo de prova 111In foram realizadas medidas de Correlação Angular gama-gama Perturbada Diferencial em Tempo (CAPDT), utilizando um espectrometro gama com quatro detectores de BaF2 que gera 12 espectros de coincidências gama-gama atrasada. Utilizou-se nestas medidas a bem conhecida cascata gama de 172-245 keV do 111Cd populado no decaimento do 111In pela captura eletrônica. O nível intermediário do 111Cd a 245 keV com spin I=5/2 e T1/2 = 85 ns foi usado para medir o campo hiper¯no magnético Bhf do 111Cd nas ligas de Heusler. As medidas foram realizados na faixa de temperatura entre 10 a 295 K. A presente metodologia de implantação do 111In é comparada com outros métodos convencionais de introduzir o núcleo de prova nas amostras para medidas de CAP. Os resultados de Bhf são comparados e discutidos com resultados de medidas anteriores. / The present work describes a new and e±cient method to introduce the 111In nuclear probe in the samples for Perturbed Gama-Gama Angular Correlation (PAC) measurements. For this purpose a heavy ion nuclear reaction 108Pd(6Li,3n)111In was used. To test the ion implantation process we have used the samples of intermetallic compounds Pd2MnZ (Z=In, Sn, Ge, Sb) known as Heusler Alloys. It is shown that for samples, which contain Pd as one of the components of the reaction target the process of implantation of 111In using this reaction is much more eficient as compared to the other conventional methods of introducing the this probe nuclei. After the 111In nuclear probe implantation in the Heusler alloys these were measured by the Time Differential Perturbed Gamma-Gamma Angular Correlation (TDPAC) method using a gamma spectrometer consisting of four BaF2 detectors, which generates 12 simultaneous delayed gamma-gamma coincidence spectra. The well-known gamma cascade of 172-245 keV in 111Cd populated through electron capture decay of 111In has been used for the TDPAC measurements. The intermediate level of 111Cd at 245 keV with spin, I = 5/2 and half-life, T1=2 = 85ns was used to measure the hyperfine magnetic field (Bhf) in the Heusler alloys. The measurements were carried out in the temperature range of 10-295 K. The present ion implantation methodology is compared with other conventional methods of introducing the probe nuclei in samples for PAC measurements. The present results of magnetic hyperfine felds are discussed and compared with the results of earlier measurements.

O presente trabalho apresenta uma metodologia nova de introduzir o núcleo de prova 111In em amostras para medidas de Correlação Angular Gama-Gama Perturbada (CAP). Para esta finalidade utilizou-se reação nuclear do tipo 108Pd(6Li,3n)111In. Para testar o método de implantação iônica foram utilizadas amostras de compostos intermetalicas tipo liga de Heusler Pd2MnZ onde Z=Sn,Sb,Ge,In. O trabalho demonstra que, para as amostras nas quais o paládio é um dos componentes do alvo da reaçãoo, o processo de implantaçãoo de 111In usando esta reação nuclear é muito eficiente comparada com os métodos convencionais usados para introduzir este núcleo de prova. Após a implantação do núcleo de prova 111In foram realizadas medidas de Correlação Angular gama-gama Perturbada Diferencial em Tempo (CAPDT), utilizando um espectrometro gama com quatro detectores de BaF2 que gera 12 espectros de coincidências gama-gama atrasada. Utilizou-se nestas medidas a bem conhecida cascata gama de 172-245 keV do 111Cd populado no decaimento do 111In pela captura eletrônica. O nível intermediário do 111Cd a 245 keV com spin I=5/2 e T1/2 = 85 ns foi usado para medir o campo hiper¯no magnético Bhf do 111Cd nas ligas de Heusler. As medidas foram realizados na faixa de temperatura entre 10 a 295 K. A presente metodologia de implantação do 111In é comparada com outros métodos convencionais de introduzir o núcleo de prova nas amostras para medidas de CAP. Os resultados de Bhf são comparados e discutidos com resultados de medidas anteriores. / The present work describes a new and e±cient method to introduce the 111In nuclear probe in the samples for Perturbed Gama-Gama Angular Correlation (PAC) measurements. For this purpose a heavy ion nuclear reaction 108Pd(6Li,3n)111In was used. To test the ion implantation process we have used the samples of intermetallic compounds Pd2MnZ (Z=In, Sn, Ge, Sb) known as Heusler Alloys. It is shown that for samples, which contain Pd as one of the components of the reaction target the process of implantation of 111In using this reaction is much more eficient as compared to the other conventional methods of introducing the this probe nuclei. After the 111In nuclear probe implantation in the Heusler alloys these were measured by the Time Differential Perturbed Gamma-Gamma Angular Correlation (TDPAC) method using a gamma spectrometer consisting of four BaF2 detectors, which generates 12 simultaneous delayed gamma-gamma coincidence spectra. The well-known gamma cascade of 172-245 keV in 111Cd populated through electron capture decay of 111In has been used for the TDPAC measurements. The intermediate level of 111Cd at 245 keV with spin, I = 5/2 and half-life, T1=2 = 85ns was used to measure the hyperfine magnetic field (Bhf) in the Heusler alloys. The measurements were carried out in the temperature range of 10-295 K. The present ion implantation methodology is compared with other conventional methods of introducing the probe nuclei in samples for PAC measurements. The present results of magnetic hyperfine felds are discussed and compared with the results of earlier measurements.

Neste trabalho foi medido o alargamento Doppler de uma aniquilação elétron pósitron com o uso de um filtro angular. O Filtro angular reduz, substancialmente, a detecção de fótons provenientes de aniquilações de elétrons com baixo momento, enfatizando, desta forma, a contribuição de aniquilações com elétrons fortemente ligados. Foram medidos os espectros de coincidência para os ângulos de corte de 0,28°, 0,42° e 1.2°. Os resultados obtidos mostram que, conforme se aumenta o ângulo de corte, há uma redução das aniquilações com elétrons de valência em proporção muito maior do que para elétrons fortemente ligados. Foi determinada a transmissibilidade do filtro em função do ângulo entre as direções de emissão dos gamas, levando em conta todos os elementos do arranjo experimental para cada ângulo crítico, assim como a distribuição espacial da atividade da fonte radioativa. Um modelo simples foi utilizado para estimar teoricamente a dependência da dispersão da energia em função do ângulo de corte. Este modelo permitiu calcular o alargamento Doppler da radiação de aniquilação elétron pósitron. Os resultados obtidos mostram um bom acordo com os dados experimentais. Geralmente, estudos de aniquilação de pósitrons com elétrons fortemente ligados dependem de uma modelagem detalhada do espectro de coincidência, ou da medida dos fótons provenientes da aniquilação em coincidência com elétrons Auger. O filtro angular, desenvolvido neste trabalho se coloca como uma boa alternativa a estes métodos. / This work reports the measurement of the Doppler broadening of the electron-positron annihilation radiation using an angular filter. The angular filter substantially reduces the number of detected gamma-rays from positron annihilation with low momentum electrons, therefore emphasizing the contribution of bound electron. Four coincidence measurements of the emitted gamma-rays were done with arrangements corresponding to critical angles of 0.28°, 0.42°, 1.2°. The obtained results show that the relative intensity of annihilation with valence electrons decreases as the critical angle increases. The filter transmissibility as a function of the angle between the two gamma-rays emission directions was determined taking into account all the elements of the experimental arrangement for every critical angle as well as the spatial distribution of the source activity. A simple model was used to theoretically estimate the dependence of the energy dispersion on the critical angle. The model allows us to calculate the Doppler broadening of the electron-positron annihilation radiation, and the obtained results show good agreement with the experimental data. Usually, the study of positrons annihilation with inner electrons requires good detectors\' energy resolution and depends on either sophisticated modeling and statistical analysis of the coincidence spectra or the measurement of the annihilation gamma-rays in coincidence with Auger electrons. The use of the angular filter developed in this work is a good alternative to those procedures.

Neste trabalho foi medido o alargamento Doppler de uma aniquilação elétron pósitron com o uso de um filtro angular. O Filtro angular reduz, substancialmente, a detecção de fótons provenientes de aniquilações de elétrons com baixo momento, enfatizando, desta forma, a contribuição de aniquilações com elétrons fortemente ligados. Foram medidos os espectros de coincidência para os ângulos de corte de 0,28°, 0,42° e 1.2°. Os resultados obtidos mostram que, conforme se aumenta o ângulo de corte, há uma redução das aniquilações com elétrons de valência em proporção muito maior do que para elétrons fortemente ligados. Foi determinada a transmissibilidade do filtro em função do ângulo entre as direções de emissão dos gamas, levando em conta todos os elementos do arranjo experimental para cada ângulo crítico, assim como a distribuição espacial da atividade da fonte radioativa. Um modelo simples foi utilizado para estimar teoricamente a dependência da dispersão da energia em função do ângulo de corte. Este modelo permitiu calcular o alargamento Doppler da radiação de aniquilação elétron pósitron. Os resultados obtidos mostram um bom acordo com os dados experimentais. Geralmente, estudos de aniquilação de pósitrons com elétrons fortemente ligados dependem de uma modelagem detalhada do espectro de coincidência, ou da medida dos fótons provenientes da aniquilação em coincidência com elétrons Auger. O filtro angular, desenvolvido neste trabalho se coloca como uma boa alternativa a estes métodos. / This work reports the measurement of the Doppler broadening of the electron-positron annihilation radiation using an angular filter. The angular filter substantially reduces the number of detected gamma-rays from positron annihilation with low momentum electrons, therefore emphasizing the contribution of bound electron. Four coincidence measurements of the emitted gamma-rays were done with arrangements corresponding to critical angles of 0.28°, 0.42°, 1.2°. The obtained results show that the relative intensity of annihilation with valence electrons decreases as the critical angle increases. The filter transmissibility as a function of the angle between the two gamma-rays emission directions was determined taking into account all the elements of the experimental arrangement for every critical angle as well as the spatial distribution of the source activity. A simple model was used to theoretically estimate the dependence of the energy dispersion on the critical angle. The model allows us to calculate the Doppler broadening of the electron-positron annihilation radiation, and the obtained results show good agreement with the experimental data. Usually, the study of positrons annihilation with inner electrons requires good detectors\' energy resolution and depends on either sophisticated modeling and statistical analysis of the coincidence spectra or the measurement of the annihilation gamma-rays in coincidence with Auger electrons. The use of the angular filter developed in this work is a good alternative to those procedures.

Estados Nucleares isoméricos são estados que decaem com vidas-médias longas ( T1/2 > 10 ns) e revelam, em geral, uma grande mudança no momento angular no seu decaimento, um pequeno elemento de matriz ou uma baixa energia de transição. Através da medida da vida-média de estados nucleares é possível obter informações sobre a função de onda desse estado, representando um teste rigoroso para modelos nucleares. Neste trabalho foi utilizado um sistema desenvolvido no Laboratório Aberto de Física Nuclear (LAFN) da Universidade de São Paulo chamado SIStema para Medida de Estados Isoméricos (SISMEI), que utiliza coincidência atrasada entre partículas evaporadas numa reação nuclear e raios gama emitidos pelo estado isomérico. O SISMEI consiste de cintiladores plásticos para detecção das partículas, detectores de germânio hiperpuro (HPGe) e iodeto de sódio (NaI(Tl)) para raios gama, associados a uma eletrônica de coincidência, instalado no acelerador Pelletron (8UD) do LAFN. Neste trabalho, realizou-se um experimento para medir o estado isomérico 7(-) (E = 1229,87(4) keV) do 68Ga. A tomada de dados durou cerca de 80 horas com uma taxa de eventos de aproximadamente 80000 contagens por hora. O resultado obtido foi T 1/2 = 60, 8(11) ns, que é compatível com os resultados experimentais de outros trabalhos, porém, mais preciso. A estrutura desse núcleo foi calculada através do Modelo de Camadas em Larga Escala considerando-se duas interações residuais diferentes FPG e JUN45; os resultados foram comparados entre si, juntamente com os valores obtidos em outros trabalhos. Os cálculos realizados com o Modelo de Camadas reproduziram relativamente bem a energia e a ordem dos estados excitados do 68Ga, a interação FPG conseguiu descrever melhor a probabilidade de transição quadrupolar elétrica B(E2) diretamente ligada à vida-média do estado. / Isomeric nuclear states are nuclear states which decay with long lifetimes (T1/2 > 10 ns); their study generally reveals, a large change in angular momentum in its decay, a small matrix element or a small transition energy. By measuring lifetimes of isomeric states it is possible to obtain information about this states wave function, being a robust test for nuclear models. In this work, a system developed at the Laboratório Aberto de Fsica Nuclear (LAFN) of University of São Paulo called System for the Measurement of Isomeric States (SISMEI) was utilized. Delayed coincidence between evaporated particles in a nuclear reaction and the delayed gamma-rays emitted from the isomeric state was used to measure lifetimes. SISMEI is composed of plastic scintillators for particle detection, hiperpure germanium detectors (HPGe) and sodium iodide (NaI(Tl)) for gamma-ray detection, coupled to a coincidence system, located on 30A beam line of the Pelletron (8UD) accelerator - LAFN. In the present work, an experiment to measure the 7 (-) (E = 1229.87(4) keV) isomeric state of 68Ga was performed. The experiment took about 80 hours with an event rate of about 80000 counts per second. The measured value was T 1/2 = 60.8(11) ns, which is compatible, but more accurate, with experimental results of other authors. The nuclear structure of this nucleus was calculated with the Large Scale Shell Model by using two different residual interactions FPG and JUN45; the results were compared with the known values. The structure calculated with LSSM described the energy states and the order of excited states relatively well; the FPG interaction was capable to describe better the quadrupolar electrical transition probability B(E2), which is direct related to predicting the state lifetime.

Estados Nucleares isoméricos são estados que decaem com vidas-médias longas ( T1/2 > 10 ns) e revelam, em geral, uma grande mudança no momento angular no seu decaimento, um pequeno elemento de matriz ou uma baixa energia de transição. Através da medida da vida-média de estados nucleares é possível obter informações sobre a função de onda desse estado, representando um teste rigoroso para modelos nucleares. Neste trabalho foi utilizado um sistema desenvolvido no Laboratório Aberto de Física Nuclear (LAFN) da Universidade de São Paulo chamado SIStema para Medida de Estados Isoméricos (SISMEI), que utiliza coincidência atrasada entre partículas evaporadas numa reação nuclear e raios gama emitidos pelo estado isomérico. O SISMEI consiste de cintiladores plásticos para detecção das partículas, detectores de germânio hiperpuro (HPGe) e iodeto de sódio (NaI(Tl)) para raios gama, associados a uma eletrônica de coincidência, instalado no acelerador Pelletron (8UD) do LAFN. Neste trabalho, realizou-se um experimento para medir o estado isomérico 7(-) (E = 1229,87(4) keV) do 68Ga. A tomada de dados durou cerca de 80 horas com uma taxa de eventos de aproximadamente 80000 contagens por hora. O resultado obtido foi T 1/2 = 60, 8(11) ns, que é compatível com os resultados experimentais de outros trabalhos, porém, mais preciso. A estrutura desse núcleo foi calculada através do Modelo de Camadas em Larga Escala considerando-se duas interações residuais diferentes FPG e JUN45; os resultados foram comparados entre si, juntamente com os valores obtidos em outros trabalhos. Os cálculos realizados com o Modelo de Camadas reproduziram relativamente bem a energia e a ordem dos estados excitados do 68Ga, a interação FPG conseguiu descrever melhor a probabilidade de transição quadrupolar elétrica B(E2) diretamente ligada à vida-média do estado. / Isomeric nuclear states are nuclear states which decay with long lifetimes (T1/2 > 10 ns); their study generally reveals, a large change in angular momentum in its decay, a small matrix element or a small transition energy. By measuring lifetimes of isomeric states it is possible to obtain information about this states wave function, being a robust test for nuclear models. In this work, a system developed at the Laboratório Aberto de Fsica Nuclear (LAFN) of University of São Paulo called System for the Measurement of Isomeric States (SISMEI) was utilized. Delayed coincidence between evaporated particles in a nuclear reaction and the delayed gamma-rays emitted from the isomeric state was used to measure lifetimes. SISMEI is composed of plastic scintillators for particle detection, hiperpure germanium detectors (HPGe) and sodium iodide (NaI(Tl)) for gamma-ray detection, coupled to a coincidence system, located on 30A beam line of the Pelletron (8UD) accelerator - LAFN. In the present work, an experiment to measure the 7 (-) (E = 1229.87(4) keV) isomeric state of 68Ga was performed. The experiment took about 80 hours with an event rate of about 80000 counts per second. The measured value was T 1/2 = 60.8(11) ns, which is compatible, but more accurate, with experimental results of other authors. The nuclear structure of this nucleus was calculated with the Large Scale Shell Model by using two different residual interactions FPG and JUN45; the results were compared with the known values. The structure calculated with LSSM described the energy states and the order of excited states relatively well; the FPG interaction was capable to describe better the quadrupolar electrical transition probability B(E2), which is direct related to predicting the state lifetime.