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Instrumentacao para espectroscopia de particulas neutras.

Processo: 06/06596-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de fevereiro de 2007 - 31 de janeiro de 2009
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Nuclear
Pesquisador responsável:Vito Roberto Vanin
Beneficiário:Vito Roberto Vanin
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Mícrotron  Espectroscopia 

Resumo

O Laboratório do Acelerador Linear (LAL) está construindo um acelerador de elétrons de onda contínua, recirculado tipo microtron, com energia máxima de 38 MeV e até 50 microA de corrente; o estágio inicial deve ser concluído em meados de 2007 fornecendo feixes de elétrons com 2 a 5 MeV de energia cinética e com até 38 MeV alguns anos depois. No longo prazo, pretendemos obter dados de secções de choque (gama,n) para algumas reações nucleares com fótons marcados produzidos no LAL. Os dados experimentais correspondem às taxas de emissão de nêutrons e fótons, à distribuição angular e aos espectros de energia das partículas emergentes das reações, as energias de níveis de excitação de diversos nuclídeos e as larguras parciais de canais de decaimento específico dessas reações. Esses dados contribuirão ao entendimento dos mecanismos da ressonância gigante e seu decaimento.O número de reações (gama,n) produzidas em um alvo pode ser determinado em linha pela detecção das partículas emergentes usando um sistema de detetores semicondutores de HPGe e detetores de nêutrons, localizados em diferentes ângulos em relação à direção do feixe incidente. A eletrônica associada permite a detecção de fótons ou nêutrons em coincidência temporal, além de correlacioná-los com a chegada de um fóton marcado pelo sistema monocromador. Embora a observação experimental dos nêutrons seja difícil, seu estudo é importante, desde que é o principal canal de decaimento dos núcleos pesados e seu espectro não é distorcido pelo campo eletromagnético do núcleo.O primeiro estágio do Acelerador Microtron, com elétrons de 5 MeV, é insuficiente para excitar a ressonância gigante de dipolo nuclear. Nesta etapa inicial, nos dedicaremos ao estudo de estrutura nuclear por meio de medidas de Ressonância Nuclear Fluorescente (NRF). O interesse particular desse estudo reside na seletividade do processo de excitação e independência de modelo dos resultados. A medição da NRF é efetuada por detetores de HPGe, em taxas de contagem elevadas devido ao fundo de radiação dos elétrons. Parte dos desenvolvimentos propostos neste plano consiste na criação e construção de módulos destinados ao controle quantitativo das medidas de espectroscopia em altas taxas, para as medidas de NRF e todas as outras que são realizadas correntemente. Outra parte destina-se a criar circuitos básicos para os detetores de nêutrons rápidos, que são componentes do multidetetor de gamas e nêutrons que será usado no futuro estudo analítico da ressonância gigante de dipolo elétrico, quando o Microtron alcançar 38 MeV. Detetores de nêutrons rápidos são construídos com cintiladores acoplados a fotomultiplicadoras, separando os nêutrons dos fótons por análise da forma de pulso. Pretendemos desenvolver algumas partes da eletrônica que são muito exigentes do ponto de vista técnico, cuja viabilidade precisa ser testada.Assim, pretende-se financiamento para desenvolver três módulos de eletrônica no padrão CAMAC, cada um para uma finalidade diferente: relógio de tempo vivo, que na espectroscopia gama simplifica as correções devidas ao tempo de resposta finito do sistema de deteção; conversor de intervalo de tempo com precisão de 5 ns, que é um componente do sistema de análise de forma de pulso na espectroscopia de nêutrons rápidos; monitor de taxa de contagem, que facilita na determinação das condições ideais nas medidas de espectroscopia com sistemas paralisáveis.O desafio representado pelo desenvolvimento destes módulos é semelhante ao que já enfrentamos, conforme apresentado no documento sobre os resultados de auxílios anteriores, quando criamos e construímos os elementos centrais dos sistemas de aquisição de dados uni- e multiparamétricos do Laboratório do Acelerador Linear, que estão em funcionamento. (AU)