Usando as facilidades do sistema de tempo de vôo do Acelerador Pelletron 8UD da USP, foram medidas seções de choque diferenciais absolutas para os grupos \'n IND. 0\', \'n IND. 1\', \'n IND. 2\', \'n IND. 3\', (\'n IND. 4\'+\'n IND. 5\'), \'n IND. 6\' e \'n IND. 7\' na reação \'ANTPOT. 11 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 11 C\' e para os grupos de nêutrons \'n IND. 0\' e \'n IND. 1\' na reação \'ANTPOT. 10 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 10 C\' nas energias de próton incidente de 14.0, 14.3 e 14.6 MeV no intervalo angular de 20 a 160 graus. Foram também medidas funções de excitação em \'teta IND. lab\' = 30 graus de \'E IND. p\' = 13.7 e 14.7 MeV em intervalos de 100 keV. A análise teórica foi conduzida no sentido de se determinar as contribuições relativas dos processos de mecanismo direto e de núcleo composto. Para este fim, foi assumido um modelo de dois canais acoplados, e os modelos DWBA para o processo direto e de Hauser-Feshbach para o núcleo composto foram usados de maneira a simularem os cálculos exatos de canais acoplados via escolha do termo de absorção W no potencial óptico. Os resultados indicam que aproximadamente a metade da seção de choque é devida ao mecanismo de núcleo composto. A análise teórica visou ainda obter o fator de \"enhancement elástico para o canal \'ANTPOT. 11 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 11 C\' em \'E IND. p\' = 14.3 MeV. Este fator foi demonstrado a aparecer em reações de troca de carga que seguem via núcleo composto por Harney, Weidenmüller e Richter e predito a atingir o valor de 2 quando há conservação de isospin. Os nossos resultados mostram um fator de enhancement maior do que 1, indicando que a mistura de isospin é fraca nessa reação. / Using the time-of-flight facilities of the são Paulo 8UD Pelletron Accelerator, absolute differential cross sections for the \'n IND. 0\', \'n IND. 1\', \'n IND. 2\', \'n IND. 3\', (\'n IND. 4\'+\'n IND. 5\'), \'n IND. 6\' and \'n IND. 7\' groups for the reaction \'ANTPOT. 11 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 11 C\' and the \'n IND. 0\' and \'n IND. 1\' neutron groups for the reaction \'ANTPOT. 10 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 10 C\' have been measured at incident proton energies of 14.0, 14.3 and 14.6 MeV in the angular interval of 20 to 160 degrees. Excitation functions at \'teta IND. lab\' = 20 deg from \'E IND. p\' = 13.7 to 14.7 MeV in intervals of 100 keV were also measured. The theoretical analysis was conducted to determine the relative contributions of the direct and compound nucleus processes in the differential cross sections. To this end, a two coupled channel model for the reactions was assumed. The DWBA model for the direct and the Hauser-Feshbach for the compound nucleus processes were used in such a way as to simulate the exact coupled channels calculation through an appropriate choice of the absorption term W in the optical potential. The results indicate that about half of the cross section is due to the compound nucleus mechanism. The theoretical analysis aimed at obtaining the elastic enhancement factor for the channel \'ANTPOT. 11 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 11 C\' at \'E IND. p\' = 14.3 MeV. This factor has been demonstrated to appear in compound nucleus charge exchange reactions by Harney, Weidenmüller and Richter and predicted to attain the value 2 when isospin is conserved. Our results show an enhancement factor larger than 1 indicating that isospin mixing is weak in this reaction.

Nesta tese de doutoramento foram propostos dois modelos teóricos (ZPM e GFA) para a obtenção da seção de choque de fusão e um (ZPM) para o cálculo do potencial de polarização para o canal elástico e correspondente seção de choque de espalhamento. Foi usado em todos os cálculos deste trabalho, tanto no tratamento da fusão quanto no do espalhamento elástico, o Potencial de São Paulo (SP), que possui como uma das principais características a total ausência de parâmetros ajustáveis. Conseqüentemente, todos os cálculos apresentados no contexto de diferentes modelos constituem previsões teóricas ao invés de simples ajustes de dados. Em uma análise comparativa acerca dos cálculos para a fusão, os modelos GFA e ZPM se mostraram equivalentes e compatíveis com cálculos de canais acoplados usuais, com a vantagem de incorporarem acoplamentos à toda banda vibracional e de permitirem a obtenção de cálculos acurados de seções de choque de fusão em energias extremamente abaixo da barreira. Aplicamos o modelo de ZPM ao cálculo da função de excitação de fusão para 112 sistemas de íons pesados, envolvendo tanto núcleos par-par como núcleos ímpar-par e ímpar-ímpar (incluindo alguns núcleos fracamente ligados), e confrontamos os resultados obtidos com dados experimentais existentes na literatura. Enquanto o modelo de penetração de barreira não-deformado prevê discordâncias de até onze ordens de magnitude, as previsões do modelo de ZPM mostraram-se de acordo com os dados dentro de duas ordens de grandeza. Ao confrontarmos os resultados do modelo de ZPM para as seções de choque de espalhamento elástico com dados experimentais para alguns sistemas em energias em torno da barreira coulombiana, pudemos constatar uma boa concordância. Desta forma, demonstramos que é possível tratar os canais de espalhamento elástico e de fusão de maneira consistente dentro do mesmo contexto. / In this Ph.D. thesis two theoretical models (ZPM and GFA) were proposed in order to obtain fusion cross sections and one (ZPM) to calculate the polarization potential for the elastic channel and the corresponding scattering cross section. The São Paulo (SP) potential, which has as one of its main characteristics the complete absence of adjustable parameters, was used as bare interaction in the calculations of the present work. Therefore, all results, presented in the context of different models, correspond to theoretical predictions instead of simply data fit. After a comparative analysis of fusion calculations, the GFA and ZPM models demonstrated to be equivalents and compatible with the usual coupled channel calculations, with the advantage of incorporating inelastic couplings to the complete vibrational band and of providing accurate fusion cross sections at extreme low energies relative to the Coulomb barrier. We applied the ZPM model to the calculation of the fusion excitation function for 112 heavy-ion systems, involving not only even-even nuclei but also odd-even and odd-odd ones (including some weakly-bound nuclei), and we compared the theoretical results with experimental data existing in literature. While the usual non-deformed barrier penetration model provides enhancements up to eleven orders of magnitude, the ZPM model predictions are in good agreement with the data within only two orders of magnitude. When confronting the ZPM model results with experimental data of elastic scattering cross sections for some systems, at energies around the Coulomb barrier, we found out good agreement between them. Therefore, we demonstrated that it is possible to treat the elastic scattering and fusion channels in a consistent manner, within the same context.

Nesta tese de doutoramento foram propostos dois modelos teóricos (ZPM e GFA) para a obtenção da seção de choque de fusão e um (ZPM) para o cálculo do potencial de polarização para o canal elástico e correspondente seção de choque de espalhamento. Foi usado em todos os cálculos deste trabalho, tanto no tratamento da fusão quanto no do espalhamento elástico, o Potencial de São Paulo (SP), que possui como uma das principais características a total ausência de parâmetros ajustáveis. Conseqüentemente, todos os cálculos apresentados no contexto de diferentes modelos constituem previsões teóricas ao invés de simples ajustes de dados. Em uma análise comparativa acerca dos cálculos para a fusão, os modelos GFA e ZPM se mostraram equivalentes e compatíveis com cálculos de canais acoplados usuais, com a vantagem de incorporarem acoplamentos à toda banda vibracional e de permitirem a obtenção de cálculos acurados de seções de choque de fusão em energias extremamente abaixo da barreira. Aplicamos o modelo de ZPM ao cálculo da função de excitação de fusão para 112 sistemas de íons pesados, envolvendo tanto núcleos par-par como núcleos ímpar-par e ímpar-ímpar (incluindo alguns núcleos fracamente ligados), e confrontamos os resultados obtidos com dados experimentais existentes na literatura. Enquanto o modelo de penetração de barreira não-deformado prevê discordâncias de até onze ordens de magnitude, as previsões do modelo de ZPM mostraram-se de acordo com os dados dentro de duas ordens de grandeza. Ao confrontarmos os resultados do modelo de ZPM para as seções de choque de espalhamento elástico com dados experimentais para alguns sistemas em energias em torno da barreira coulombiana, pudemos constatar uma boa concordância. Desta forma, demonstramos que é possível tratar os canais de espalhamento elástico e de fusão de maneira consistente dentro do mesmo contexto. / In this Ph.D. thesis two theoretical models (ZPM and GFA) were proposed in order to obtain fusion cross sections and one (ZPM) to calculate the polarization potential for the elastic channel and the corresponding scattering cross section. The São Paulo (SP) potential, which has as one of its main characteristics the complete absence of adjustable parameters, was used as bare interaction in the calculations of the present work. Therefore, all results, presented in the context of different models, correspond to theoretical predictions instead of simply data fit. After a comparative analysis of fusion calculations, the GFA and ZPM models demonstrated to be equivalents and compatible with the usual coupled channel calculations, with the advantage of incorporating inelastic couplings to the complete vibrational band and of providing accurate fusion cross sections at extreme low energies relative to the Coulomb barrier. We applied the ZPM model to the calculation of the fusion excitation function for 112 heavy-ion systems, involving not only even-even nuclei but also odd-even and odd-odd ones (including some weakly-bound nuclei), and we compared the theoretical results with experimental data existing in literature. While the usual non-deformed barrier penetration model provides enhancements up to eleven orders of magnitude, the ZPM model predictions are in good agreement with the data within only two orders of magnitude. When confronting the ZPM model results with experimental data of elastic scattering cross sections for some systems, at energies around the Coulomb barrier, we found out good agreement between them. Therefore, we demonstrated that it is possible to treat the elastic scattering and fusion channels in a consistent manner, within the same context.

Usando as facilidades do sistema de tempo de vôo do Acelerador Pelletron 8UD da USP, foram medidas seções de choque diferenciais absolutas para os grupos \'n IND. 0\', \'n IND. 1\', \'n IND. 2\', \'n IND. 3\', (\'n IND. 4\'+\'n IND. 5\'), \'n IND. 6\' e \'n IND. 7\' na reação \'ANTPOT. 11 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 11 C\' e para os grupos de nêutrons \'n IND. 0\' e \'n IND. 1\' na reação \'ANTPOT. 10 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 10 C\' nas energias de próton incidente de 14.0, 14.3 e 14.6 MeV no intervalo angular de 20 a 160 graus. Foram também medidas funções de excitação em \'teta IND. lab\' = 30 graus de \'E IND. p\' = 13.7 e 14.7 MeV em intervalos de 100 keV. A análise teórica foi conduzida no sentido de se determinar as contribuições relativas dos processos de mecanismo direto e de núcleo composto. Para este fim, foi assumido um modelo de dois canais acoplados, e os modelos DWBA para o processo direto e de Hauser-Feshbach para o núcleo composto foram usados de maneira a simularem os cálculos exatos de canais acoplados via escolha do termo de absorção W no potencial óptico. Os resultados indicam que aproximadamente a metade da seção de choque é devida ao mecanismo de núcleo composto. A análise teórica visou ainda obter o fator de \"enhancement elástico para o canal \'ANTPOT. 11 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 11 C\' em \'E IND. p\' = 14.3 MeV. Este fator foi demonstrado a aparecer em reações de troca de carga que seguem via núcleo composto por Harney, Weidenmüller e Richter e predito a atingir o valor de 2 quando há conservação de isospin. Os nossos resultados mostram um fator de enhancement maior do que 1, indicando que a mistura de isospin é fraca nessa reação. / Using the time-of-flight facilities of the são Paulo 8UD Pelletron Accelerator, absolute differential cross sections for the \'n IND. 0\', \'n IND. 1\', \'n IND. 2\', \'n IND. 3\', (\'n IND. 4\'+\'n IND. 5\'), \'n IND. 6\' and \'n IND. 7\' groups for the reaction \'ANTPOT. 11 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 11 C\' and the \'n IND. 0\' and \'n IND. 1\' neutron groups for the reaction \'ANTPOT. 10 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 10 C\' have been measured at incident proton energies of 14.0, 14.3 and 14.6 MeV in the angular interval of 20 to 160 degrees. Excitation functions at \'teta IND. lab\' = 20 deg from \'E IND. p\' = 13.7 to 14.7 MeV in intervals of 100 keV were also measured. The theoretical analysis was conducted to determine the relative contributions of the direct and compound nucleus processes in the differential cross sections. To this end, a two coupled channel model for the reactions was assumed. The DWBA model for the direct and the Hauser-Feshbach for the compound nucleus processes were used in such a way as to simulate the exact coupled channels calculation through an appropriate choice of the absorption term W in the optical potential. The results indicate that about half of the cross section is due to the compound nucleus mechanism. The theoretical analysis aimed at obtaining the elastic enhancement factor for the channel \'ANTPOT. 11 B\' (p, \'n IND. 0\') \'ANTPOT. 11 C\' at \'E IND. p\' = 14.3 MeV. This factor has been demonstrated to appear in compound nucleus charge exchange reactions by Harney, Weidenmüller and Richter and predicted to attain the value 2 when isospin is conserved. Our results show an enhancement factor larger than 1 indicating that isospin mixing is weak in this reaction.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-05-26T18:58:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_MRCortes_vs final.pdf: 6401769 bytes, checksum: 5e83e87a68b85ac438726ec9e7a0ab44 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T18:58:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_MRCortes_vs final.pdf: 6401769 bytes, checksum: 5e83e87a68b85ac438726ec9e7a0ab44 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação é um estudo teórico de efeitos de canais acoplados em colisões de íons pesados, apresentando a descrição simplificada de um canal, e a mais realística de canais acoplados, realizamos uma investigação detalhada dos efeitos de acoplamento de canais em dois sistemas. O primeiro corresponde à colisão de um projétil esférico com um alvo fortemente deformado. Neste caso dinâmica de colisão é denominada pelos acoplamentos com os canais associados à banda rotacional do alvo. O segundo envolve um núcleo instável fracamente ligado, que apresenta um halo de próton. Neste caso, os efeitos de canais acoplados se devem ao acoplamento com o canal de breakup. Calculamos seções de choque de canais acoplados considerando os principais canais de reação de cada sistema, e comparamos os resultados com previsões da teoria mais simples de um canal. Calculamos também potenciais de polarização realísticos e e testamos sua validade no estudo do espalhamento elástico. / This thesis is a theoretical study of channel coupling effects in heavy ion collisions. We begin with a brief review of quantum theory of heavy ion scattering, considering the simplified single-channel description and the more realistic approach of the coupled channel method. The theories are then applied to two systems. The first corresponds to the collision of a spherical projectile with a highly deformed target. In this case the collision dynamics is dominated by the couplings with the channels associated with the rotational band of the target. The second system corresponds to collisions of an unstable weakly bound nucleus, which presents a proton-halo. In this case, the channel coupling effects are due to the breakup channel. In each case, we perform coupled channel calculations involving the most relevant channels, and compare the results to the predictions of the simpler single approach. We evaluate also realistic polarization potentials, and check their validities in studies of elastic scattering.

Para efeito de aplicação em cálculos de canais acoplados, potenciais calculados de maneira exata para sistemas envolvendo núcleos deformados não são adequados, pois resultariam em integrais multidimensionais muito difíceis de serem calculadas numericamente pelo tempo de cálculo computacional que isso implica. Nesta dissertação, apresentamos expressões para calcular de maneira aproximada os potenciais nuclear e coulombiano entre núcleos deformados, sendo essas expressões uma generalização de resultados obtidos em trabalhos anteriores. Os cálculos foram feitos no contexto do Modelo Generalizado de Rotação-Vibração (GRVM), que é um modelo de estrutura nuclear desenvolvido recentemente. Para obter essas expressões, as densidades nucleares foram expandidas até segunda ordem na deformação e foi levado em conta um valor finito para a difusividade nuclear nos cálculos de dupla convolução. Comparamos os correspondentes resultados obtidos com aqueles provenientes de algumas outras expressões, usualmente assumidas nesse tipo de cálculos, e também com os valores exatos (obtidos ao resolver numericamente a integral sextupla no cálculo de dupla convolução). As análises mostraram que a nossa aproximação -GRVM- é superior a essas outras de uma maneira geral, e, em particular, de forma muito melhor na região de pequenas distâncias de interação. As expressões analíticas do GRVM exprimem a dependência do potencial com as deformações de maneira explícita, sendo essa característica extremamente útil para a obtenção de potenciais de acoplamento de maneira analítica / For systems involving deformed nuclei, potentials calculated through an exact form are not appropriated for applications in coupled-channel (CC) calculations, because they result in multidimensional integrals impossible to be calculated numerically. In this work, we present equations for calculating the heavy-ion nuclear and Coulomb potentials, in an approximate form, that express the dependence of the potential on the deformations explicitly. This characteristic is extremely useful for obtaining coupling potentials analytically. The calculations were made in the context of the Generalized Rotation-Vibration Model (GRVM), which is a recently developed model of nuclear structure. To obtain these expressions, the nuclear densities were expanded up to second order in the deformation and a finite diffuseness value was taken into account in the calculation of the double-folding potential. We have compared the corresponding results with those obtained from other expressions usually assumed in such calculations, and also with the exact potential strength values (obtained by solving numerically the six dimensional integral of the double-folding calculation). The analyses show that our approach presents better results than the others, particularly so much better in the region of interaction of small distances.

No presente trabalho, foram realizados cálculos de canais acoplados (CC) para reações nucleares que envolvem íons pesados. Nesses cálculos assumimos o Modelo Generalizado de Rotação-Vibração (GRVM), que é um modelo coletivo de estrutura nuclear desenvolvido recentemente. Fizemos algumas modificações no GRVM, que tornam o modelo mais simples e consistente com o objeto de estudo. Assumimos esse modelo de estrutura nuclear para calcular as densidades de transição de carga e de matéria entre estados nucleares. % considerados no modelo. Relacionamos as densidades de transição de carga teóricas com resultados experimentais de espalhamento elástico e inelástico de sistemas elétron-núcleo, o que permitiu testar a precisão do GRVM. Como mais um teste que reforça a confiabilidade do GRVM, comparamos os respectivos resultados com aqueles obtidos com o modelo de estrutura nuclear microscópico de Dirac-Hartree-Bogoliubov (DHB). Dentro do contexto do GRVM, também foi desenvolvido o formalismo de cálculos CC. As densidades de transição, anteriormente calculadas, foram usadas para obter, com precisão, potenciais de acoplamento (próprios de cálculos CC), considerando o método de dupla-convolução. Em todos esses cálculos, as densidades nucleares foram expandidas até segunda ordem na deformação e foram levados em conta valores finitos para as difusividades das densidades, os quais são desprezados na maioria dos modelos de estrutura nuclear. Foi elaborado um programa computacional para o cálculo de seções de choque de diversos processos, o qual foi utilizado na analise de dados de espalhamentos elástico e inelástico de sistemas de núcleos pesados, bem como de dados de fusão nuclear. / In this work we perform coupled-channel (CC) calculations for nuclear reactions involving heavy-ions. In these calculations, we assume the Generalized Rotation-Vibration Model (GRVM), which is a recently developed collective model of nuclear structure \\cite. We propose some modifications in the GRVM, which make the model simpler and more consistent with the subject of study. We assume this nuclear structure model to calculate the charge and matter transition densities between nuclear states. We relate the theoretical transition charge densities with experimental results of elastic and inelastic scattering for electron-nucleus systems, which allowed us to test the accuracy of the GRVM. As a further test that reinforces the reliability of the GRVM, we compare the respective results with those obtained with the Dirac-Hartree-Bogoliubov (DHB) microscopic model of nuclear structure. Within the context of the GRVM, we have also developed the formalism of CC calculations. The earlier calculated transition densities were used to accurately obtain coupling potentials (typical of CC calculations), considering the double-folding method described in \\cite . In these calculations, the nuclear densities were expanded up to second-order in the deformation, and it was taken into account finite values for the diffuseness of the densities, which are neglected in most of the nuclear structure models. A computational program was developed for the calculation of cross sections of several processes, which was used in the analysis of elastic and inelastic scattering data, as well as of fusion data, of heavy-ion systems.

Foram medidas distribuições angulares completas do espalhamento elástico do sistema \'ANTPOT. 12 C\' + \'ANTPOT. 24 MG\' nas energias \'E IND. CM\' = 10.67 e 11.33 MeV e entre \'E IND. CM\' = 12.0 e 16.0 MeV, usando feixe de \'ANTPOT. 12 C\' produzido no acelerador Pelletron. Esta faixa de energia se localiza parcialmente abaixo e em torno da barreira coulombiana, estando a barreira em 12.53 MeV. Surpreendentemente todas as distribuições angulares apresentam fortes oscilações mesmo aquelas em energias abaixo da barreira coulombiana. As distribuições angulares foram ajustadas com cálculos de modelo óptico, sendo possível determinar o potencial mais raso, sem ambigüidades contínuas. As principais características deste potencial são: potencial extremamente transparente inclusive no interior nuclear e forte dependência com a energia nas profundidades real e imaginária \'V IND. 0\' e \'W IND. 0\'. Em cinco energias também foram analisadas distribuições angulares do espalhamento inelástico e ajustadas por cálculos de canais acoplados. Os potenciais ópticos usados para diferentes canais apresentam a anomalia do limiar e cálculos de relação de dispersão conectando as integrais de volume dos potenciais ópticos reproduzem bem esta anomalia. / Complete angular distributions of the elastic scattering \'ANTPOT. 12 C\' + \'ANTPOT. 24 MG\' were measured at \'E IND. CM\' = 10.67 and 11.33 MeV and from \'E IND. CM\' = 12.0 to 16.0 MeV, using a \'ANTPOT. 12 C\' beam produced at Pelletron Accelerator. This range of energy is close to the Coulomb barrier of the system, which is 12.53 MeV. Surprisingly all the angular distributions show strong oscillations even at energies bellow the Coulomb barrier. The angular distributions were fitted by optical model calculations and we determined the shallowest real potential, without continuos ambiguity. The main features of this potential are: very transparent even at the nuclear interior and strong dependence with energy of the real and imaginary depths \'V IND. 0\' and \'W IND. 0\'. At five energies the inelastic scattering data were also analysed and well fitted by coupled-channels calculations. The optical potentials of all channels present the threshold anomaly and are well reproduced by dispersion relation calculations applied to the volume integrals of the optical potentials.

No presente trabalho, foram realizados cálculos de canais acoplados (CC) para reações nucleares que envolvem íons pesados. Nesses cálculos assumimos o Modelo Generalizado de Rotação-Vibração (GRVM), que é um modelo coletivo de estrutura nuclear desenvolvido recentemente. Fizemos algumas modificações no GRVM, que tornam o modelo mais simples e consistente com o objeto de estudo. Assumimos esse modelo de estrutura nuclear para calcular as densidades de transição de carga e de matéria entre estados nucleares. % considerados no modelo. Relacionamos as densidades de transição de carga teóricas com resultados experimentais de espalhamento elástico e inelástico de sistemas elétron-núcleo, o que permitiu testar a precisão do GRVM. Como mais um teste que reforça a confiabilidade do GRVM, comparamos os respectivos resultados com aqueles obtidos com o modelo de estrutura nuclear microscópico de Dirac-Hartree-Bogoliubov (DHB). Dentro do contexto do GRVM, também foi desenvolvido o formalismo de cálculos CC. As densidades de transição, anteriormente calculadas, foram usadas para obter, com precisão, potenciais de acoplamento (próprios de cálculos CC), considerando o método de dupla-convolução. Em todos esses cálculos, as densidades nucleares foram expandidas até segunda ordem na deformação e foram levados em conta valores finitos para as difusividades das densidades, os quais são desprezados na maioria dos modelos de estrutura nuclear. Foi elaborado um programa computacional para o cálculo de seções de choque de diversos processos, o qual foi utilizado na analise de dados de espalhamentos elástico e inelástico de sistemas de núcleos pesados, bem como de dados de fusão nuclear. / In this work we perform coupled-channel (CC) calculations for nuclear reactions involving heavy-ions. In these calculations, we assume the Generalized Rotation-Vibration Model (GRVM), which is a recently developed collective model of nuclear structure \\cite. We propose some modifications in the GRVM, which make the model simpler and more consistent with the subject of study. We assume this nuclear structure model to calculate the charge and matter transition densities between nuclear states. We relate the theoretical transition charge densities with experimental results of elastic and inelastic scattering for electron-nucleus systems, which allowed us to test the accuracy of the GRVM. As a further test that reinforces the reliability of the GRVM, we compare the respective results with those obtained with the Dirac-Hartree-Bogoliubov (DHB) microscopic model of nuclear structure. Within the context of the GRVM, we have also developed the formalism of CC calculations. The earlier calculated transition densities were used to accurately obtain coupling potentials (typical of CC calculations), considering the double-folding method described in \\cite . In these calculations, the nuclear densities were expanded up to second-order in the deformation, and it was taken into account finite values for the diffuseness of the densities, which are neglected in most of the nuclear structure models. A computational program was developed for the calculation of cross sections of several processes, which was used in the analysis of elastic and inelastic scattering data, as well as of fusion data, of heavy-ion systems.

Para efeito de aplicação em cálculos de canais acoplados, potenciais calculados de maneira exata para sistemas envolvendo núcleos deformados não são adequados, pois resultariam em integrais multidimensionais muito difíceis de serem calculadas numericamente pelo tempo de cálculo computacional que isso implica. Nesta dissertação, apresentamos expressões para calcular de maneira aproximada os potenciais nuclear e coulombiano entre núcleos deformados, sendo essas expressões uma generalização de resultados obtidos em trabalhos anteriores. Os cálculos foram feitos no contexto do Modelo Generalizado de Rotação-Vibração (GRVM), que é um modelo de estrutura nuclear desenvolvido recentemente. Para obter essas expressões, as densidades nucleares foram expandidas até segunda ordem na deformação e foi levado em conta um valor finito para a difusividade nuclear nos cálculos de dupla convolução. Comparamos os correspondentes resultados obtidos com aqueles provenientes de algumas outras expressões, usualmente assumidas nesse tipo de cálculos, e também com os valores exatos (obtidos ao resolver numericamente a integral sextupla no cálculo de dupla convolução). As análises mostraram que a nossa aproximação -GRVM- é superior a essas outras de uma maneira geral, e, em particular, de forma muito melhor na região de pequenas distâncias de interação. As expressões analíticas do GRVM exprimem a dependência do potencial com as deformações de maneira explícita, sendo essa característica extremamente útil para a obtenção de potenciais de acoplamento de maneira analítica / For systems involving deformed nuclei, potentials calculated through an exact form are not appropriated for applications in coupled-channel (CC) calculations, because they result in multidimensional integrals impossible to be calculated numerically. In this work, we present equations for calculating the heavy-ion nuclear and Coulomb potentials, in an approximate form, that express the dependence of the potential on the deformations explicitly. This characteristic is extremely useful for obtaining coupling potentials analytically. The calculations were made in the context of the Generalized Rotation-Vibration Model (GRVM), which is a recently developed model of nuclear structure. To obtain these expressions, the nuclear densities were expanded up to second order in the deformation and a finite diffuseness value was taken into account in the calculation of the double-folding potential. We have compared the corresponding results with those obtained from other expressions usually assumed in such calculations, and also with the exact potential strength values (obtained by solving numerically the six dimensional integral of the double-folding calculation). The analyses show that our approach presents better results than the others, particularly so much better in the region of interaction of small distances.