Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-507
Main Title: Interferenz zwischen breiten Resonanzzuständen und direkten Reaktionsmechanismen bei Kernreaktionen unterhalb der Coulomb-Schwelle
Translated Title: Interference between broad resonance states and direct reaction mechanisms in nuclear reactions below the Coulomb barrier
Author(s): Ruprecht, Götz
Advisor(s): Heide, Peter
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: <p> Eine breite, isolierte Resonanz in einer Kernreaktion kann unter bestimmten Umständen zur Interferenz mit dem direkten, nur schwach energieabhängigen Reaktionsanteil führen. Dieser selten auftretende Fall kann eine starke Änderung des differentiellen Wirkungsquerschnitts zur Folge haben. Für die Berechnung derartiger Reaktionen müssen die zwei wichtigsten Modelle, das der direkten Reaktionen (hier im Rahmen der Näherung durch gestörte Wellen, DWBA) und das der Resonanzen (hier beschrieben durch die R-Matrix-Parametrisierung) miteinander kombiniert werden. <p> Vorhergehende Messungen haben zu der Vermutung geführt, daß in der Reaktion <sup>6</sup>Li(d,alpha)<sup>4</sup>He ein solcher Fall vorliegen könnte. Zur Vervollständigung der Meßdaten wurde die Reaktion <sup>6</sup>Li(d,alpha)<sup>4</sup>He im Bereich um 100 keV Einschußenergie vermessen, wo bereits von anderen Gruppen eine ungewöhnliche Energieabhängigkeit der Winkelverteilung beobachtet worden ist. Bisherige Analysen waren nicht in der Lage, die Winkelverteilung dieser Reaktion im niederenergetischen Bereich (bis 2 MeV Einschußenergie) auch nur annähernd theoretisch wiederzugeben. <p> Neben den Messungen wurde in dieser Arbeit eine genaue, umfangreiche Analyse der Reaktion <sup>6</sup>Li(d,alpha)<sup>4</sup>He durchgeführt. Dazu wurden zunächst die beiden oben erwähnten Reaktionsmodelle in einheitlicher Weise dargestellt und es wurde eine Methode gezeigt, beide Modelle miteinander zu verknüpfen. Für die konkrete Berechnung wurde ein Programm entwickelt, das in allgemeiner Form eine Anregungskurve für beliebige Reaktionen berechnet. Es baut auf einem älteren Code zur DWBA-Analyse (DWUCK4) auf und ergänzt diesen um eine kohärente Beimischung eines oder mehrerer Resonanzterme. Die besondere Schwierigkeit derartiger Berechnungen besteht in der korrekten Beschreibung der Phasenlage der Übergangsmatrizen, die sonst bei Berechnungen nach nur <i>einem</i> Reaktionsmodell naturgemäß keine Rolle spielt. <p> Die Anwendung der numerischen Berechnungen auf die Reaktion <sup>6</sup>Li(d,alpha)<sup>4</sup>He führt zu einer sehr guten Wiedergabe der Winkelverteilung über einen weiten Energiebereich. Durch die Berücksichtigung des Interferenzeffekts sind die freien Parameter, der Nullreichweitenparameter <i>D<sub>0</sub><sup>2</sup></i> und das Produkt der reduzierten Partialbreiten der Resonanz gamma<sub>alpha</sub>gamma<sub>beta</sub>, stark eingegrenzt worden. <p> Im Rahmen dieses Reaktionsmodells ist eine bessere Interpolation der Daten in den astrophysikalisch relevanten Energiebereich möglich. Angewendet auf andere Reaktionen, die eine größere Bedeutung beim Fusionsprozeß in Sternen haben und die schwer zu vermessen sind, könnte dies zu einer Korrektur der Reaktionsraten führen, sofern dort auch eine Interferenz vorliegt. Es werden Kriterien für das Auftreten von Interferenz diskutiert.
<p> A broad, isolated resonance in a nuclear reaction can lead under certain circumstances to interference with the direct, only weakly energy dependent reaction contribution. This rarely occurring case may result in a strong modification of the differential cross section. For the calculation of such reactions the two most important models, that of the direct reactions (here in the frame of the Distorted Wave Born Approximation, DWBA) and that of the resonances (described here by R-matrix parametrization) have to be combined. <p> Preceding measurements led to the assumption that in the reaction <sup>6</sup>Li(d,alpha)<sup>4</sup>He such a case might be present. For the completion of the experimental data the reaction <sup>6</sup>Li(d,alpha)<sup>4</sup>He was measured in a projectile energy range around 100 keV where an unusual energy dependence of the angular distribution was already observed by other groups. Past analyses were not nearly able to reproduce the angular distribution of this reaction within the low energy range (up to 2 MeV projectile energy). <p> Apart from the measurements a precise, extensive analysis of the reaction <sup>6</sup>Li(d,alpha)<sup>4</sup>He was performed in this work. At first the two reaction models mentioned above were outlined in a uniform way and a method was presented to link both models together. For the concrete calculation a program was developed which calculates an excitation curve for any reaction in a general form. It is based on an older code for DWBA analysis (DWUCK4) and completes it with a coherent admixture of resonance terms. The special difficulty of such calculations consists in the correct phase of the transition matrices which otherwise does not play a role in calculations performed according to only <i>one</i> reaction model. <p> The application of the numerical calculations to the reaction <sup>6</sup>Li(d,alpha)<sup>4</sup>He leads to a very good description of the angular distribution for a large energy region. The free parameters, the zero-range parameter <i>D<sub>0</sub><sup>2</sup></i> and the product of the reduced partial widths of the resonance gamma<sub>alpha</sub>gamma<sub>beta</sub>, were strongly limited by taking into account the interference effect. <p> In the framework of this reaction model a better interpolation of the data into the astrophysically relevant energy region is possible. Applied to other reactions which are of more importance for the fusion processes in stars and which can be measured only with great difficulty, this could lead to a correction of the reaction rates, provided an interference is present. Criteria for interference are discussed.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-4096
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/804
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-507
Exam Date: 28-Jan-2002
Issue Date: 11-Mar-2002
Date Available: 11-Mar-2002
DDC Class: 530 Physik
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 2 Mathematik und Naturwissenschaften » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dokument_14.pdf2.24 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.