CNA

Centro Nacional de Aceleradores

Haces de iones radioactivos para profundizar en la estructura nuclear del 11Be

Investigadores del Centro Nacional de Aceleradores (Universidad de Sevilla-Junta de Andalucía-CSIC), participan en una colaboración internacional, liderada por el Instituto Nacional de Física Nuclear de Catania (INFN), para realizar experimentos con haces de iones radioactivos en las instalaciones REX-ISOLDE del CERN.

El REX-ISOLDE es un post-acelerador de las instalaciones ISOLDE del CERN dedicada a experimentos con haces de iones radioactivos. La instalación ISOLDE produce una gran variedad de haces de iones radioactivos para distintos tipos de experimentos en campos tan variados como la física atómica, nuclear, estado sólido o ciencias de materiales.

Los haces de iones radiactivos se producen por la fragmentación de un proyectil al colisionar con un blanco delgado. El núcleo creado se separa en vuelo según su masa y su carga.

Entre los núcleos ligeros, los isótopos más pesados, es decir más ricos en neutrones, presentan estructura de halo, es decir, uno o más neutrones orbitando alrededor del core. Estos núcleos tienen una gran extensión espacial. Únicamente las interacciones en el continuo permiten explicar que estos núcleos estén ligados.

El estudio de núcleos ligeros con un núcleo bien localizado y un halo diluido de neutrones y protones a su alrededor aporta información sobre la estructura nuclear y sobre procesos de reacción. Esta información se puede extraer del análisis de reacciones de transferencia o ruptura, trabajando a bajos niveles de energía de bombardeo, en torno a 28.5 MeV.

montaje experimental para la reaccin

En este experimento concreto, el método empleado para la producción del haz radioactivo ha sido una reacción de espalación de protones de 1.4 GeV sobre un blanco de Talio, obteniéndose como resultado dos haces de iones radioactivos, el 10Be y el 11Be. Una vez obtenidos ambos iones, son enviados a la cámara experimental donde reaccionan con el blanco de 64Zn.

La sección eficaz de ruptura medida para la reacción 11Be + 64Zn fue comparada con los cálculos a través del método de canal acoplado discreto-continuo (CDCC), donde la reacción 11Be + 64Zn fue considerada como un sistema de tres cuerpos, 10Be + n + 64Zn. Estos cálculos indican que la supresión del pico de interferencia nuclear-Coulomb en la distribución cuasielástica a 30° se debe a un efecto conjunto del acoplamiento nuclear y de Coulomb con los canales de ruptura.

seccion eficaz nuclear y coulomb

Analizando las distribuciones angulares para las secciones eficaces de la reacción 11Be + 64Zn, se encuentra que para el caso en el que no se tuvo en cuenta la contribución de la ruptura de Coulomb, línea puntuada, la sección eficaz se reduce en un factor 4, mostrando que la ruptura de Coulomb domina a la ruptura nuclear en esta reacción.

Referencia bibliográfica:A. Di Pietro,,V. Scuderi, A. M. Moro, L. Acosta, F. Amorini, M. J. G. Borge, P. Figuera, M. Fisichella, L. M. Fraile,7 J. Gomez-Camacho, H. Jeppesen, M. Lattuada, I. Martel, M. Milin, A. Musumarra, M. Papa, M. G. Pellegriti, F. Perez-Bernal, R. Raabe, G. Randisi, F. Rizzo, G. Scalia, O. Tengblad,D. Torresi, A. Maira Vidal, D. Voulot, F. Wenander,M. Zadro. “Experimental study of the collision 11Be + 64Zn around the Coulomb barrier”. “Physical Review C-85 (2012) 054607”. doi: 10.1103/PhysRevC.85.054607