Experimental study of the influence of the structure of partners in the fusion of nearly symmetric systems.
Étude expérimentale de l'influence de la structure des partenaires dans la fusion de systèmes presque symétriques.
Résumé
The cross-sections for the formation of evaporation residues in 70Zn and 86Kr induced reactions with 150Nd and 130,136Xe isotopes were measured for excitation energies of the compound nuclei (216,220,222Th) varied from 7 MeV to 70 MeV, at the linear accelerator UNILAC of the nuclear facility GSI, Darmstadt (Germany). After de-excitation by evaporation (xn, pxn et αxn), the residual nuclei are separated from the primary beam and from parasitic reaction products by the velocity filter SHIP and are implanted into a silicon localisation detector. Their subsequently decay via alpha particles with characterised energies allows us to identify them and to deduce their production rate. Experimental fusion-evaporation excitation functions are compared with those leading to the same compound nuclei obtained with other projectile and target combinations and with those calculated with a code developed at GSI. This code allows us to evaluate the evolution of the fusion probability as a function of the incident energy for each system. The variation of cross-sections and of the fusion probability is studied as a function of the macroscopic and microscopic variables of the partners. For the synthesis of super-heavy elements, these results demonstrate quantitatively the interest in using partners of fusion with closed shell structures and rich in neutrons (the fusion cross-section increases by a factor of 9 for a complementary pair of neutrons). On the other hand, closed shell compound nuclei does not influence the fusion cross-section. It will be worth synthesising nuclei with Z greater than 110 with neutron rich projectiles coming from secondary beams, isotopes approaching the predicted stability valley.
Les fonctions d'excitation de fusion-évaporation des systèmes 70Zn+150Nd et 86Kr+130,136Xe sont mesurées pour une énergie d'excitation du noyau composé (216,220,222Th) variant de 7 MeV à 70 MeV (soit 4 à 5 MeV par nucléon d'énergie incidente), auprès de l'UNILAC du laboratoire de recherche GSI, Darmstadt (Allemagne). Après désexciation par évaporation (xn, pxn et αxn), les noyaux résiduels sont séparés du faisceau principal et des autres produits de réaction par le filtre de vitesse SHIP et implantés dans un détecteur à localisation. Les énergies caractéristiques des alphas de décroissance de ces noyaux permettent de les identifier et de déduire leur taux de production. Les fonctions d'excitation expériementales de fusion-évaporation sont comparées avec celles menant aux mêmes noyaux composés obtenus par d'autres combinaisons projectile et cible et avec celles calculées par un code développé au GSI. Ce code permet d'évaluer l'évolution des probabilités de fusion avec l'énergie incidente pour chaque système. La variation des sections efficaces et de la probabilité de fusion est étudiée en fonction des variables macroscopiques et microscopiques des noyaux projectiles et cibles. Dans la synthèse de noyaux super-lourds, ces résultats démontrent quantitativement l'intérêt d'utiliser des partenaires de fusion riches en neutrons d'une part et à couche fermée d'autre part (la section efficace de fusion augmente d'un facteur 9 par paire de neutrons supplémentaires). Par contre, la présence d'une couche fermée dans le noyau composé n'influence pas la section efficace de fusion. Il sera moins difficle de synthétiser des noyaux de Z supérieur à 110 à partir de faisceaux secondaires de projectiles enrichis en neutrons, ce qui permettra aussi d'atteindre les isotopes des noyaux super-lourds proches des vallées de stabilité.
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