Foi investigada a produção de isótopos ricos em nêutrons a partir do decaimento de projéteis de \'ANTPOT.28 Si\' com momento de \'P IND.lab\'= 14.6 GeV/c por nucleon seguindo a excitação eletromagnética por alvos de Al, Cu, Sn e Pb. A busca foi feita selecionando fragmentos ricos em nêutrons (\'ANTPOT.6 He\', \'ANTPOT.8 He\',\'ANTPOT.8 Li\', \'ANTPOT.9 Li\', \'ANTPOT.10 Be\', \'ANTPOT.11 Be\' e \'ANTPOT.13 B\') detectados no espectrômetro do Experimento 814 do AGS de Brookhaven. Foi estabelecido um limite superior de 54 ub (a um Nível de Confiança de 95%) para a seção de choque de dissociação eletromagnética para um único canal, baseado num conjunto com ~3x \'10 POT.7\' partículas de feixe. Foram medidas seções de choque de produção de isótopos ricos em nêutrons por fragmentação nuclear e obtidas as distribuições de energia transversal e energia a zero graus associadas à produção destes fragmentos. As distribuições de momento transversal para o \'ANTPOT.6 He\' e para o \'ANTPOT.9 Li\' foram medidas experimentalmente e os resultados comparados ao modelo estatístico de Goldhaber para a fragmentação. A comparação fornece um valor médio de 229±9 MeV/c para o momento de Fermi do projétil. / The production of neutron-rich isotopes from the decay of 28Si projectile at Plab = 14.6 GeV/c per nucleon following the electromagnetic excitation by Al, Cu, Sn and Pb targets was investigated. The search was made triggering on neutron-rich ions (6He, 8He, 8Li, 9Li, 10Be, 11Be and 13B) detected in the BNL-AGS-E814 spectrometer. An upper limit of 54 ub (at the Confidence Level of 95%) for the electromagnetic dissociation cross-section for an individual channel is set, based on a data sample of ~ 3 x 107 beam particles. Inclusive cross section for the nuclear fragmentation production of those isotopes were measured and forward and transverse energy distribuitions were determined. From a comparison of the experimental momentum distributions for 6He and 9Li with the Goldhaber statistical fragmentation model an average value of 229±9 MeV/c for the Fermi momentum of the 28Si projectile was obtained.

Neste trabalho, foram estudadas as reações envolvendo núcleos pesados e prótons no regime de energias intermediárias e altas através de simulações computacionais com o modelo Monte Carlo CRISP (Colaboração Rio - Ilhéus - São Paulo). Os principais processos nucleares investigados foram a cascata intranuclear e a competição evaporação-fissão. Em estudos preliminares, determinou-se que o CRISP reproduz satisfatoriamente a multiplicidade de nêutrons de evaporação (E < 20 MeV) da reação p (1200 MeV) + Pb-208 e a produção de resíduos de spallation para p (1000 MeV) + Pb-208. Já o estudo da relação entre multiplicidade de nêutrons e fissão para a reação de prótons com energia até 85 MeV com Th-232 indicou que o CRISP superestimou as emissões, enquanto subestimou a seção de choque de fissão dessa reação - reflexo das limitações do modelo de cascata nuclear para baixas energias (da ordem de 50 MeV). A reação p (1200 MeV) + Pb-208 foi escolhida para o estudo de uma fonte de nêutrons de spallation. A cascata intranuclear foi responsável pela emissão dos nêutrons energéticos da reação (E > 20 MeV), enquanto que a evaporação foi responsável pelo maior número de nêutrons emitidos. A seção de choque de fissão encontrada foi de 209 mb, enquanto que a de spallation foi de 1788 mb - ambas comparáveis aos valores experimentais. A distribuição de massa dos fragmentos indicou fissão simétrica. Finalmente, foi utilizado outro código Monte Carlo, o MCNP, para o transporte de radiação, a fim de compreender o papel da fonte de nêutrons de spallation em um reator nuclear ADS (Accelerator Driven System). Simulou-se um reator PWR, inicialmente, para estudar a produção de nuclídeos no processo de queima do combustível nuclear. Em seguida, simulou-se uma primeira tentativa de adaptação de uma fonte de spallation a um reator térmico de dimensões industriais. Constatou-se que não houve redução da concentração de elementos transurânicos com o modelo de reator adotado e alterações foram propostas. / In the present work, intermediate- and high-energy nuclear reactions involving heavy nuclei and protons were studied with the Monte Carlo CRISP (Rio - Ilhéus - São Paulo Collaboration) model. The most relevant nuclear processes studied were intranuclear cascade and fission-evaporation competition. Preliminary studies showed fair agreement between CRISP model calculation and experimental data of multiplicity of evaporated neutrons (E < 20 MeV) from the p (1200 MeV) + Pb-208 reaction and of spallation residues from the p (1000 MeV) + Pb-208 reaction. The investigation of neutron multiplicity from proton-induced fission of Th-232 up to 85 MeV showed that it was being overestimated by CRISP model; on the other hand, fission cross section were being underestimated. This behavior is due to limitations of the intranuclear cascade model for low-energies (around 50 MeV). The p (1200 MeV) + Pb-208 reaction was selected for the study of a spallation neutron source. High-energy neutrons (E > 20 MeV) were emitted mostly in the intranuclear cascade stage, while evaporation presented larger neutron multiplicity. Fission cross section of 209 mb and spallation cross section of 1788 mb were calculated - both in agreement with experimental data. The fission process resulted in a symmetric mass distribution. Another Monte Carlo code, MCNP, was used for radiation transport in order to understand the role of a spallation neutron source in a ADS (Accelerator Driven System) nuclear reactor. Initially, a PWR reactor was simulated to study the isotopic compositions in spent nuclear fuel. As a first attempt, a spallation neutron source was adapted to an industrial size nuclear reactor. The results showed no evidence of incineration of transuranic elements and modifications were suggested.

Orientador: Maria Carolina Nemes / Doutor

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Neste trabalho, foram estudadas as reações envolvendo núcleos pesados e prótons no regime de energias intermediárias e altas através de simulações computacionais com o modelo Monte Carlo CRISP (Colaboração Rio - Ilhéus - São Paulo). Os principais processos nucleares investigados foram a cascata intranuclear e a competição evaporação-fissão. Em estudos preliminares, determinou-se que o CRISP reproduz satisfatoriamente a multiplicidade de nêutrons de evaporação (E < 20 MeV) da reação p (1200 MeV) + Pb-208 e a produção de resíduos de spallation para p (1000 MeV) + Pb-208. Já o estudo da relação entre multiplicidade de nêutrons e fissão para a reação de prótons com energia até 85 MeV com Th-232 indicou que o CRISP superestimou as emissões, enquanto subestimou a seção de choque de fissão dessa reação - reflexo das limitações do modelo de cascata nuclear para baixas energias (da ordem de 50 MeV). A reação p (1200 MeV) + Pb-208 foi escolhida para o estudo de uma fonte de nêutrons de spallation. A cascata intranuclear foi responsável pela emissão dos nêutrons energéticos da reação (E > 20 MeV), enquanto que a evaporação foi responsável pelo maior número de nêutrons emitidos. A seção de choque de fissão encontrada foi de 209 mb, enquanto que a de spallation foi de 1788 mb - ambas comparáveis aos valores experimentais. A distribuição de massa dos fragmentos indicou fissão simétrica. Finalmente, foi utilizado outro código Monte Carlo, o MCNP, para o transporte de radiação, a fim de compreender o papel da fonte de nêutrons de spallation em um reator nuclear ADS (Accelerator Driven System). Simulou-se um reator PWR, inicialmente, para estudar a produção de nuclídeos no processo de queima do combustível nuclear. Em seguida, simulou-se uma primeira tentativa de adaptação de uma fonte de spallation a um reator térmico de dimensões industriais. Constatou-se que não houve redução da concentração de elementos transurânicos com o modelo de reator adotado e alterações foram propostas. / In the present work, intermediate- and high-energy nuclear reactions involving heavy nuclei and protons were studied with the Monte Carlo CRISP (Rio - Ilhéus - São Paulo Collaboration) model. The most relevant nuclear processes studied were intranuclear cascade and fission-evaporation competition. Preliminary studies showed fair agreement between CRISP model calculation and experimental data of multiplicity of evaporated neutrons (E < 20 MeV) from the p (1200 MeV) + Pb-208 reaction and of spallation residues from the p (1000 MeV) + Pb-208 reaction. The investigation of neutron multiplicity from proton-induced fission of Th-232 up to 85 MeV showed that it was being overestimated by CRISP model; on the other hand, fission cross section were being underestimated. This behavior is due to limitations of the intranuclear cascade model for low-energies (around 50 MeV). The p (1200 MeV) + Pb-208 reaction was selected for the study of a spallation neutron source. High-energy neutrons (E > 20 MeV) were emitted mostly in the intranuclear cascade stage, while evaporation presented larger neutron multiplicity. Fission cross section of 209 mb and spallation cross section of 1788 mb were calculated - both in agreement with experimental data. The fission process resulted in a symmetric mass distribution. Another Monte Carlo code, MCNP, was used for radiation transport in order to understand the role of a spallation neutron source in a ADS (Accelerator Driven System) nuclear reactor. Initially, a PWR reactor was simulated to study the isotopic compositions in spent nuclear fuel. As a first attempt, a spallation neutron source was adapted to an industrial size nuclear reactor. The results showed no evidence of incineration of transuranic elements and modifications were suggested.

Foram medidas distribuições angulares do espalhamento elástico 7Be+51V em Elab=26.6 MeV, 8Li+58Ni em Elab=20.2 e 22.0 MeV e 6He+120Sn em 17.4, 18.05, 19.8, 20.5 MeV e 8Li+120Sn em Elab=20.3 MeV. Os feixes radioativos foram produzidos no sistema RIBRAS (Radioactive Ion Beams in Brasil) a partir das reações de produção 9Be(7Li,8Li), 9Be(7Li,6He), 3He(7Li,7Be), 3He(6Li,7Be). No caso dos projéteis 7Be e 8Li e alvos de massas intermediárias, realizamos uma análise de modelo óptico das distribuições angulares e obtivemos a secção de choque total de reação. A secção de choque de reação reduzida foi comparada com outros sistemas estáveis fortemente ligados e fracamente ligados. Uma alta produção de partículas alfa foi detectada no espalhamento 6He+120Sn com velocidades próximas a do 6He espalhado. Foram determinadas distribuições angulares do espalhamento elástico e das alfas produzidas. Análises teóricas de quebra (CDCC), fusão-evaporação, transferência para o contínuo e para estados ligados indicam que a transferência é o que melhor explica os dados. / Measurements of the elastic angular distributions of 7Be+51V at Elab=26.6 MeV, 8Li+58Ni at Elab=20.2 e 22.0 MeV and 6He+120Sn at 17.4, 18.05, 19.8, 20.5 MeV and 8Li+120Sn at Elab=20.3 MeV have been performed. The radioactive beams have been produced at the system RIBRAS (Radioactive Ion Beams in Brasil) using the production reactions 9Be(7Li,8Li), 9Be(7Li,6He), 3He(7Li,7Be), 3He(6Li,7Be). The 7Be e 8Li scattering on intermediate mass targets have been analysed by optical model and the total reaction cross section has been obtained. The reduced reaction cross section has been compared to other stable, tightly bound and weakly bound systems. A high yield of alpha particles has been detected in the 6He+120Sn collision with velocities around the velocity of the scattered 6He. Angular distributions of these alpha particles have been obtained. Theoretical calculations of the breakup of the 6He (CDCC), fusion-evaporation and neutron transfer to bound states and to the continuum indicate that the neutron transfer is the process which best explains the data.

O presente trabalho tem por finalidade estudar as relações estratigráficas das rochas consideradas do Grupo Passa Dois no Estado do Rio Grande do Sul. Este estudo foi feito através de levantamento de secções geológicas perpendiculares ao mergulho das camadas, em regiões cujo reconhecimento preliminar determinou serem as mais propícias para a demonstração das variações faciológicas das unidades. Foi completado com o estudo de testemunhos e perfis de sondagens e estabelecimento de secções colunares em áreas consideradas interessantes e que não se prestavam para um perfil contínuo. Foram feitas cinco seções, estudadas três áreas complementares e sete sondagens, cedidas pela Companhia Riograndense de Mineração - CRM. Os trabalhos de campo foram completados com estudos de laboratório que incluíram análises granulométricas, lâminas delgadas, testes colorimétricos e difração de Raios X. A integração dos dados de campo e de laboratório mostrou que: 1 - O grupo Passa Dois está constituído pelas Formações Irati e Estrada Nova, estando ausente a Formação Rio do Rasto, na faixa aflorante no Estado; 2 - A espessura do Grupo Passa Dois, na faixa aflorante no Estado varia ao redor de 100 metros; 3 - A Formação Irati apresenta duas fácies litológicas no Rio Grande do Sul. A primeira, quando presente, ocupa a posição basal e é caracterizada pela ocorrência de duas camadas de folhelhos pretos pirobetuminosos, associados com lentes calcárias fossilíferas. As camadas de folhelhos pretos contêm, entre elas, um pacote de folhelhos cinza com fratura concóide, com concreções calcárias de coloração amarelo-palha. Estas três camadas estão sobrepostas a um folhelho semelhante ao que está intercalado aos folhelhos pretos e contêm as mesmas lentes calcárias. A essa fácies é aqui proposta a designação fácies Tiaraju, indicando como área tipo a região a sul e a leste da estação Tiaraju, no município de São Gabriel. A segunda fácies, parcialmente sincrônica com a primeira, e que encerra a sedimentação Irati no Estado, é atípica da Formação Irati do resto da Bacia e pode ser descrita como folhelhos cinza-claros e cinza-escuros, às vezes com ritmitos na base, com laminação cruzada, com lentes calcárias de cor amarelo-palha. Em algumas áreas, como a Mina do Leão, os folhetos estão intercalados com siltitos e arenitos finos, de cor cinza, micáceos. A parte superior, a oeste de Pântano Grande, é cortada por veios verticalizados, espessura de 2 a 15 cm, preenchidos por sílica. Para esta fácies é proposta a designação fácies Valente e indicada como área-tipo a região a 5 quilômetros a norte do Passo do Valente, na estrada Bagé-Aceguá; 4 - O conteúdo fossilífero destas fácies da Formação Irati, no Rio Grande do Sul, é o mesmo; 5 - A Formação Estrada Nova também se apresenta com duas fácies litológicas bem distintas, sendo uma pelítica e outra arenosa. Em todas as regiões em que ambas ocorrem a arenosa situa-se no topo; 6 - O contato inferior da Formação Estrada Nova, com a Formação Irati, é marcado pelo aparecimento das cores vermelhas de alteração, que se intercalam com cores cinza-esverdeadas nos folhelhos e folhelhos sílticos. É considerado como topo da fácies inferior o aparecimento de arenitos muito finos em camadas lenticulares de pequena espessura que se alternam com lamitos vermelhos. Para a litofácies é aqui proposto o termo fácies Caveiras, sendo indicada como área tipo a região do Cerro das Caveiras no Município de Dom Pedrito; 7 - O contato superior da Formação Estrada Nova é com a Formação Rosário do Sul, sendo caracterizado pela ocorrência de arenitos médios, de coloração rosa, com estratificação cruzada planar ou acanalada, com conglomerados intraformacionais, ou de arenitos com estratificação ondulada. Este contato é, na maioria dos casos, erosivo sobre os sedimentos da Formação Estrada Nova, sendo aqui interpretado como discordante; 8 - O membro superior é caracterizado pela incidência de corpos lenticulares de arenitos muito finos e pela ocorrência de lentes calcárias com bordos irregulares, e de concreções calcárias elipsoidais de diâmetros de mais de dois metros. A este conjunto é aqui proposto o termo fácies Armada, sendo indicada como área tipo a região a leste do Rio Ibicuí da Armada, na estrada BR-293, no Município de Dom Pedrito; 9 - O conteúdo fossilífero da Formação Estrada Nova no Rio Grande do Sul, presentemente conhecido, não permite caracterizar qualquer das duas fácies. / Not available.

Parâmetros de deformação nuclear de massa, inéditos, e de carga, associados aos primeiros estados 2 POT.+ dos isótopos ANTPOT.100 Ru, ANTPOT.102 Ru e ANTPOT.104 Ru, foram extraídos simultaneamente a partir da análise de espalhamentos inelásticos de dêuterons e partículas alfa. Foram obtidas distribuições angulares, com dêuterons incidentes de 13,2 MeV, detalhando a região de máxima interferência nuclear-coulombiana, utilizando-se emulsões nucleares no plano focal de um espectrógrafo magnético tipo Enge. As medidas de espalhamento elástico e inelástico de partículas alfa forma realizadas, com a utilização de detetores de barreira de superfície, compreendendo funções de excitação, em = 172,8 POT. 0, entre 9 MeV e 17 MeV (incluindo regiões de excitação coulombiana pura e de interferência nuclear-coulombiana), e também distribuições angulares a 22 MeV para o ANTPOT.100 Ru. Ajustes das distribuições angulares e funções de excitação dos espalhamentos inelásticos, com previsões DWBA calculadas com fator de forma coletivo, permitiram a extração dos parâmetros de deformação, através de metodologia criticamente estabelecida no presente trabalho. A informação original de estrutura nuclear obtida refere-se a um aumento da deformação nuclear de massa com acréscimo do número de nêutrons, que entretanto, definitivamente não acompanha o aumento da deformação de carga. A coerência entre os resultados com os dois projéteis e a ótima concordância com os dados de excitação coulombiana da literatura convalidam o método de medida e de análise. / Nuclear deformation parameters characterizing separately the mass and the charge contributions to the excitation of the first 2 POT.+ states of ANTPOT.100 Ru, ANTPOT.102 Ru and ANTPOT.104 Ru were simultaneously extracted in the analysis of inelastic scattering of both deuterons and alpha-particles. Angular distributions detailing the region of maximal coulomb-nuclear interference were recorded for deuterons of 13.2 MeV incident energy, with nuclear emulsions at the focal plane of an Enge split-pole magnetic spectrograph. Elastic and inelastic alpha-particle scattering was observed with surface barrier detectors, both as excitation functions at = 172,8 POT. 0, for alpha energies between 9 MeV and 17 MeV (covering pure coulomb excitation and interference), and as an angular distribution for ANTPOT.100 Ru at 22 MeV. The deformation parameters were extracted by means of DWBA fits to these data, employing a collective form factor within an analysis method critically established in the present work. The original nuclear structure information thus obtained gives evidence for an increase of the nuclear mass deformation as one or two neutrons pairs are added, but in a definitely less pronounced way than that of the charge deformation. The very good agreement between our results obtained with both deuterons and alphas, and with coulomb excitation experiments, validates the method of measurement and analysis.

Através do estudo do contínuo de espectros de partículas leves evaporadas por um núcleo composto, determinamos parâmetros de densidade de níveis para núcleos pertencentes à camada s-d. Foram medidas distribuições angulares para os sistemas 16O + 12C (48. 8 e 54.2 MeV), 14N + 12C (46.0 MeV) e 18O + 12C (41.3 MeV), com 5° <= ?LAB <= 80°, obtendo-se espectros referentes aos canais de saída p, d, t e ?. Telescópios do tipo barreira de superfície foram utilizados na deteção das partículas carregadas. A análise foi efetuada em base ao modelo estatístico de Hauser-Feshbach onde o conhecimento da densidade de níveis dos núcleos residuais e, particularmente do parâmetro de densidade de níveis, é fundamental. A restrição do estudo a regiões de energia de excitação onde predomina a contribuição do primeiro decaimento do núcleo composto, permitiu eliminar a ambiguidade dos resultados As vantagens e inconvenientes do método aplicado são discutidos / Level density parameters for s-d nuclei were obtained through the study of the continuum of light particles evaporation spectra, from heavy ion compound reactions, Angular distributions were measured for the 16O + 12C (48. 8 e 54.2 MeV), 14N + 12C (46.0 MeV) and 18O + 12C (41.3 MeV) systems in the .angular interval 5° <= ?LAB <= 80°. Energy spectra of the p, d., t and ? exit channels were obtained. Solid state telescopes were used for the charged particles identification. The analysis of the data has been performed within the framework of the Hauser-Feshbach theory. The importance of the level density parameter has been investigated. The comparison of the experimental data to the theoretical prediction has been done in an excitation energy region in which sequential decay is negligible. The accuracy of the method is discussed.

Funções de excitação para a reação 10B(14N,p)23Na a ? Lab = 165° e para a reação 10B(14N, ?)20Ne a ? Lab 4° no intervalo de energia de bombardeio de 9,5 MeV a 13 MeV foram investigadas. Em ambas as reações não se encontrou evidência, para vários grupos de partículas observadas, da forte ressonância observada na interação 12C + 12C (correspondente à excitação do estado 12+ a 33,2 MeV no 24Mg). A análise da interação 10B + 14N pelo modelo ótico mostrou que o momento angular disponível não é suficiente para popular o estado 12+ do 14Mg. As duas reações foram estudadas com base na teoria estatística de reações nucleares. As ambiguidades nos parâmetros envolvidos foram discutidas. O bom acordo obtido entre a seção de choque experimental e a seção de choque calculada pelo modelo Hauser-Feshbach indica que o processo dominante é o de núcleo composto. / The excitation functions of reactions 10B(14N,p)23Na and 10B(14N, ?)20Ne were measured at ? Lab = 4° and 165° respectively, varying the incident energy between 9,5 and 13 MeV. There is no evidence, in both reactions, of the resonance observed at ECM = 19,3 MeV in the 12C + 12C interaction (corresponding to the excitation of the 12+ state at 33,2 MeV in 24Mg). Optical model analysis of 10B + 14N interaction shows that the angular momentum of the entrance channel is too low to populate this 12+ state of 24Mg. Predictious of the statistical theory of nuclear reactions are compared with experimental reaction cross sections. The ambiguities in optical model and level density parameters are discussed. Good agreement between experimental and calculated cross sections indicates that the dominant mechanism in these reactions is the compound-nucleus process.