Tesis > Documento


Ver el documento (formato PDF)   Arazi, Andrés.  "Medición de la reacción 25Mg(p, gamma )"  (2003)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
URL:
     
Resumen:
La reacción 25Mg(p,γ) es el principal mecanismo de producción estelar del radioisótopo 26Al. Dada la vida media del 26Al(τ~ 10 6 a), este radioisótopo puede escapar de la estrella que lo origina y decaer en el medio interestelar. La detección de la radiación gamma generada en este decaimiento permite rastrear los sitios de producción de 26 Al en la Vía Láctea y ajustar así los modelos de nucleosíntesis. Para esto último es necesario, además, precisar la tasa de producción de la reacción resonante 25Mg(p,γ)26 Al en el rango de energías estelares. Previo a este estudio, las intensidades de las resonancias de esta reacción se determinaron mediante la detección en línea de rayos gamma de desexcitación del núcleo compuesto 26Al. Sin embargo, a las energías estelares, muy por debajo de la barrera coulombiana, la reacción tiene una producción en extremo baja y su medición se dificulta por causa del fondo gamma ambiental y el fondo producido por reacciones en elementos contaminantes. Para eludir estos inconvenientes, en este trabajo se desarrolló un método de medición alternativo, basado en la alta sensibilidad de la espectrometría de masas con aceleradores (AMS). En este método, se bombardean blancos de MgO con un gran número de protones (del orden de 10 19)a las energías de resonancia. A continuación, estos blancos son tratados químicamente, agregando y homogeneizando una cantidad bien determinada del isótopo estable 27 Al y eliminando el Mg que lo componía originalmente. Las muestras así generadas contienen el 26Al producido en la reacción p + 25Mg y la cantidad de los mismos se determina midiendo la concentración 26Al/27Al mediante la técnica AMS. La pequeña cantidad de 26Al presente en las muestras (del orden de 10 6 - 10 7 átomos) hizo necesario optimizar la eficiencia de detección. A estos efectos, las mediciones de concentración de las muestras se realizaron extrayendo es estas el ion molecular 26AlOˉ de la fuente de iones. Dado que el ion molecular es hasta 25 veces más prolífico que el ion atómico Alˉ utilizado usualmente, su empleo permitió incrementar la eficiencia de detección hasta un valor de 4 x 10ˉ5. Como contrapartida, el ion molecular 26AlOˉ sufre la interferencia del ion isobárico 26MgOˉ. Por lo tanto, la aplicación de este método requirió la supresión del 26Mg, la cual se efectuó mediante la técnica de imán con gas y una separación química muy selectiva. A este fin se desarrolló un procedimiento químico que redujo la presencia de 26Mg a niveles del orden de 5 ppm en muestras de 500 μg de Al. Esta supresión de la interferencia isobárica, conjuntamente con la eficiencia de detección lograda, permite detectar la presencia de 26Al en muestras conteniendo tan sólo 10 5 átomos de este isótopo. Mediante este nuevo método se determinó la intensidad de tres resonancias de la reacción 25Mg(p,γ)). Estas resonancias, con energías E lab p = 316,1; 389,0 y 434,5 keV dominan la producción estelar de 26Al en novas y presupernovas (0,1 GK <~ T <~ 1,5 GK). Los resultados los obtenidos en este trabajo coinciden con las mediciones más recientes de estas resonancias.

Abstract:
The 25Mg(p,γ) reaction is the main mechanism for the stellar production of the radioisotope 26Al. Due to its long mean life (τ(26Al)~10 6 a) this radioisotope may escape from its originating star and decay in the interstellar medium. The detection of the radiation generated by its decay allows to trace the 26Al-producing spots within the Milky Way, and hence to impose constrains on nucleosynthesis models. For this purpose, it also necessary an accurate knowledge of the production rate of the 25Mg(p,γ)26Al 9 resonant reaction at the stellar energy range. Previous to this work, the resonance strenghts of this reaction were determined by online detection of the prompt gamma-ray from the deexcitation of the compound nucleus 26Al. However, at stellar energies, far below the Coulomb barrier, the reaction has an extremely low production rate and its measurement is hindered by room gamma background and background produced by reactions on contaminating elements. To overcome this hindrance, in this work an alternative method based on the high sensitivity of the accelerator mass spectrometry (AMS) was developed. In this method, MgO targets are proton-bombarded (in amounts of 10 19)at each resonance energy. Subsequently, these targets are chemically treated, adding and homogenizing a well-determined amount of the stable 27Al isotope and eliminating the original Mg from the sample. The samples generated in this way contain the 26Al produced in the p + 25Mg reaction, and their amount is determined measuring the 26Al/27Al concentration by means of the AMS technique. The small amount of 26Al contained in the samples (in the order of 10 6 - 10 7 atoms) required an optimization of the detection efficiency. To this end, concentration measurements on samples were done extracting molecular 26AlOˉ from them. The use of the molecular ion, about 25 times more prolific than the commonly-used atomic Alˉ ion, yielded an improvement in the detection efficiency up to a value of 4 x 10ˉ5. However, the molecular ion 26AlOˉ suffers the drawback of 26MgOˉ interference. Therefore, this method requires the suppression of the 26Mg isobar, which was achieved by means of a gas-filled magnet and a highly selective chemical separation. To this end, a chemical procedure was developed which is capable of suppressing 26Mg down to contamination levels of about 5 ppm from small (500 μg) Al samples. This background suppression, combined with the achieved detection efficiency, allows to trace 26Al nuclei in samples containing amounts down to 10 5 atoms of this isotope. By means of this new method, the strength of three resonances of the reaction 25Mg(p,γ) were determined. These resonances, with energies of E lab p = 316.1, 389.0 and 434.5 keV, dominate the stellar production of 26Al in novae and presupernovae (0.1 GK <~ T <~ 1.5 GK). Results obtained in this work agree with most recently obtained values for these resonances.

* A este resumen le pueden faltar caracteres especiales. Consulte la versión completa en el documento en formato PDF

Registro:
Título : Medición de la reacción 25Mg(p, gamma )    
Autor : Arazi, Andrés
Director : Fernández Niello, Jorge O.
Año : 2003
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Física
Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Laboratorio TANDAR
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Físicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3622_Arazi
Idioma : Español
Area Temática : Física / Astrofísica
Palabras claves : INTENSIDAD DE RESONANCIA; ESPECTROMETRIA DE MASAS CON ACELERADORES; 25MG(P,GAMMA)^26AL; 25MG(P,GAMMA)^26 AL; RESONANCE STRENGTH; ACCELERATOR MASS SPECTROMETRY
URL al Documento : 
URL al Registro : 
hola chau _gs.DocumentHeader_ chau2 _documentheader_ chau3
Estadísticas:
     http://digital.bl.fcen.uba.ar
Biblioteca Central Dr. Luis Federico Leloir - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad de Buenos Aires
Intendente Güiraldes 2160 - Ciudad Universitaria - Pabellón II - C1428EGA - Tel. (54 11) 4789-9293 int 34