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Experimental studies of optical potentials for p-process nucleosynthesis

  • The 35 neutron deficient nuclides known as the p nuclei are sysnthesized mainly in the so-called γ process. Taking place in explosive supernova events, the existing seed distribution from prior nucleosynthesis is altered by photodisintegration reactions of the types (γ,n), (γ,p) and (γ,α). The bulk of reaction rates needed in network calculations of the γ process are predicted by the Hauser-Feshbach Model. When using this theory, the largest uncertainties stem from the interaction between charged particles and nuclei described by optical model potentials. An improvement of these potentials can be achieved by comparison to measured cross section data. However, because of the low energies of interest for nuclear astrophysics and the resulting low cross sections, suitable data are scarce. This thesis extends the corresponding database by measurement of the reactions 165Ho(α, n), 166Er(α, n), 169Tm(p,n) and 175Lu(p,n) using the activation technique. While not particularly important for the γ process, the selected (α,n) and (p,n) reactions exhibit nearly exclusive sensitivity to the α- or proton-nucleus potential, respectively. Therefore, the results presented here are well suited to test and improve the predictive power of currently available parameterizations of these potentials
  • Die 35 als p Kerne bezeichneten, neutronenarmen Nuklide werden hauptsächlich im sogenannten γ Prozess erzeugt. Hierbei wird die aus vorherigen Nukleosyntheseprozessen stammende Saatverteilung im Inneren einer Supernova durch Photodesintegration vom Typ (γ,n), (γ,p) und (γ, α) modifiziert. Die Mehrheit der Reaktionsraten, die in Netzwerkrechungen des γ Prozesses benötigt werden, beruhen auf der Vorhersage des Hauser-Feshbach Modells. Die größten Unsicherheiten bei der Verwendung dieser Theorie resultieren aus der nicht hinreichend genau bekannten Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen und Kernen. Diese wird durch optische Potenziale beschrieben. Eine Verbesserung dieser Potenziale kann durch Vergleich mit gemessenen Wirkungsquerschnitten erfolgen. Aufgrund der niedrigen relevanten Energien in der nuklearen Astrophysik und den daraus resultierenden kleinenWirkungsquerschnitten, sind dafür geeignete Daten rar. Die vorliegende Arbeit verbessert die angesprochene Datenlage durch Messungen der Reaktionen 165Ho(α, n), 166Er(α,n), 169Tm(p,n) und 175Lu(p,n) mit Hilfe der Aktivierungsmethode. Obwohl nicht direkt maßgeblich für den γ Prozess, zeigen die ausgewählten (α, n) und (p,n) Reaktionen nahezu exklusive Sensitivität auf das α- bzw. Protonen-Kern Potenzial und sind somit sehr gut geeignet, die Vorhersagekraft aktueller Potenzialparametrisierungen zu testen und zu verbessern.

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Metadaten
Author:Jan GloriusORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-337630
URL:http://exp-astro.physik.uni-frankfurt.de/docs/glorius_13_phd.pdf
Publisher:Univ.-Bibliothek
Place of publication:Frankfurt am Main
Referee:René ReifarthORCiD, Kerstin SonnabendGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2013
Year of first Publication:2013
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Release Date:2014/05/19
Tag:Aktivierungsmethode; Gammaspektroskopie; astrophysikalischer p-Prozess; nukleare Wirkungsquerschnitte; optische Potentiale; p-Kerne
GND Keyword:Optisches Potenzial
Page Number:113
HeBIS-PPN:341340995
Institutes:Physik / Physik
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht