experimente für den astrophysikalischen p-prozess j. hasper, ikp, niversität zu köln, ag zilges...

73
Experimente für den astrophysikalischen p-Prozess J. Hasper, IKP, niversität zu Köln, AG Zilges L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear A Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics in Cologne L. Netterdon , M. Elvers, J. Endres, A. Hennig*, A. Sauerwein*, F. Schlüter, and A. Zilges Institut für Kernphysik, Universität zu Köln 496 th WE-Heraeus Seminar on „Astrophysics with modern small-scale accelerators“ Bad Honnef, February 08 th , 2012 Supported by the DFG under contract DFG (ZI 510/5-1, INST 216/544-1) *Member of the Bonn-Cologne Graduate School of Physics and Astronomy

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Page 1: Experimente für den astrophysikalischen p-Prozess J. Hasper, IKP, niversität zu Köln, AG Zilges L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG ZilgesExperimental

Experimente für den astrophysikalischen p-ProzessJ. Hasper, IKP, niversität zu Köln, AG ZilgesL. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics in Cologne

L. Netterdon, M. Elvers, J. Endres, A. Hennig*,

A. Sauerwein*, F. Schlüter, and A. Zilges

Institut für Kernphysik, Universität zu Köln

496th WE-Heraeus Seminar on

„Astrophysics with modern small-scale accelerators“

Bad Honnef, February 08th, 2012Supported by the DFG under contract DFG (ZI 510/5-1, INST 216/544-1)*Member of the Bonn-Cologne Graduate School of Physics and Astronomy

Page 2: Experimente für den astrophysikalischen p-Prozess J. Hasper, IKP, niversität zu Köln, AG Zilges L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG ZilgesExperimental

L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Outline

Motivation

Counting setup for activation measurements– Example: 168Yb(a,n)

In-beam spectroscopy @ HORUS– Example: 92Mo(p,g), 92Mo(a,g)

CologneAMS

Summary

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Motivation

measurement of ion-induced reactions

experimental difficulties due to:measurement at energies below the Coulomb barrier for heavy nuclei

e.g. for 168Yb( , )a g : EGamow ≈ 7 – 11 MeV << Ecoul ≈ 24 MeV

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Motivation

σ ≈ 0.1 – 100 μb

very sensitive determination of small cross sections needed

measurement of ion-induced reactions

experimental difficulties due to:measurement at energies below the Coulomb barrier for heavy nuclei

e.g. for 168Yb( , )a g : EGamow ≈ 7 – 11 MeV << Ecoul ≈ 24 MeV

activation / in-beam / AMS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Motivation

σ ≈ 0.1 – 100 μb

very sensitive determination of small cross sections needed

measurement of ion-induced reactions

experimental difficulties due to:measurement at energies below the Coulomb barrier for heavy nuclei

e.g. for 168Yb( , )a g : EGamow ≈ 7 – 11 MeV << Ecoul ≈ 24 MeV

activation / in-beam / AMS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Counting Setup

2 HPGe clover detectors

passive background suppression by Cu and Pb

low natural background

covers large solid angle

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Counting Setup

2 HPGe clover detectors

passive background suppression by Cu and Pb

low natural background

covers large solid angle

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Counting Setup

2 HPGe clover detectors

passive background suppression by Cu and Pb

low natural background

covers large solid angle

different target geometries possible

accurate target positioning to 0.1 mm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Clover detectors

4 independent crystals

rel. efficiency of 120 %

G. D

uchêne et al., N

IM A

432 (1999) 90-110

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Clover detectors

4 independent crystals

rel. efficiency of 120 %

advantages:– higher count rates– reduced summing effects– Compton polarimetry– add-back algorithms– claim gg coincidences between crystals

and detectors

G. D

uchêne et al., N

IM A

432 (1999) 90-110

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Counting Setup

absolute photopeak efficiency @ 1332 keV ≈ 5 %

distance to end cap: 13 mm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

4 inputsADCTrigger / Filter FPGA

DSP

System FPGA

4 BGO Veto inputs

Data acquisition

XIA LLC, User‘s Manual Digital Gamma Finder DGF-4CRevision F, Version 4.03

digital data acquisition

XIA DGF-4C modules

14-bit pipeline ADC

sampling of preamplifier

output at 80 MHz

listmode data

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Data acquisition

2 m

1.8 m

digital data acquisition

XIA DGF-4C modules

14-bit pipeline ADC

sampling of preamplifier

output at 80 MHz

listmode data

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Data acquisition

digital data acquisition

XIA DGF-4C modules

14-bit pipeline ADC

sampling of preamplifier

output at 80 MHz

listmode data

cost / space saving

very good energy

resolution

higher count rates

20 cm

6 cm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Digitizer – basic design

Detector

ADC Pipeline ADC

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Digitizer – basic design

Detector

ADC Pipeline ADC

What to do?

?

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Digitizer – basic design

Detector

ADC Pipeline ADC

What to do?

?

write every trace to hard disk for offline analysis

≈ 500 GB / hour / channel

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Digitizer – basic design

Detector

ADC Pipeline ADC

What to do?

?

write every trace to hard disk for offline analysis

≈ 500 GB / hour / channel

signal processing in hardware using combination of

Field Programmable Gate Array (FPGA)

Digital Signal Processor (DSP)

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Digitizer – basic design

Detector

ADC

FPGA

DSP

Pipeline ADC

Field Programmable Gate Array→ applies filter algorithms

Digital Signal Processor→ determines energy and time

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Signal processing - requirements

Trigger: select signals of interest

Timing: when did the event occur relative to others?

Pile-Up: reject events, if they were too close to determine energy

Energy: calculate difference between maximum and baseline

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Signal processing - requirements

Trigger: select signals of interest

Timing: when did the event occur relative to others?

Pile-Up: reject events, if they were too close to determine energy

Energy: calculate difference between maximum and baseline

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Trapezoidal filter algorithm

)()(

,afteri

iiibeforei

ikx VWVWV

XIA

LLC

, User‘s M

anual Digital G

amm

a Finder

DG

F-4C

Revisio

n F, Ve

rsion 4.03

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

0

L=5

S2

G=3

S1

S = S2 – S1 = 0

S

t

543210

1

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

0

L=5 G=3

S2S1

S

t

543210

1

S = S2 – S1 = 0

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 0

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 1

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 2

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 3

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 4

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 5

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 5

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 5

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 5

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

V

t

1

0

S2S1

S

t

543210

S = S2 – S1 = 0

k

Lkii

GLk

GLkiikx VVLV

112,

Trapezoidal filter algorithm

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Fast and slow filter algorithmX

IA L

LC, U

ser‘s Manual D

igital Gam

ma F

inder D

GF

-4C R

evision F, V

ersion 4.0

3fast filter → time determination

slow filter → energy determination

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Energy resolution

time constant t most important for good energy resolution

adjust t parameter to get best peak shape and resolution

courtesy of N. W

arr

= t

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Activation measurement of 168Yb(α,n)

168Yb 170Yb 171Yb169Yb

169Lu 170Lu 171Lu 172Lu

173Hf172Hf171Hf170Hf

motivation: improvement of reaction network at 168Yb

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Activation measurement of 168Yb(α,n)

168Yb 170Yb 171Yb169Yb

169Lu 170Lu 171Lu 172Lu

173Hf172Hf171Hf170Hf

motivation: improvement of reaction network at 168Yb

problems:– 172Hf( ,g a) needs unstable target( ,g a)

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Activation measurement of 168Yb(α,n)

168Yb 170Yb 171Yb169Yb

169Lu 170Lu 171Lu 172Lu

173Hf172Hf171Hf170Hf

motivation: improvement of reaction network at 168Yb

problems:– 172Hf( ,g a) needs unstable target– 168Yb( ,a g):

• low cross section• weak & low-energetic

g transitions

( ,a g)

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Activation measurement of 168Yb(α,n)

168Yb 170Yb 171Yb169Yb

169Lu 170Lu 171Lu 172Lu

173Hf172Hf171Hf170Hf(α,n)

motivation: improvement of reaction network at 168Yb

problems:– 172Hf( ,g a) needs unstable target– 168Yb( ,a g):

• low cross section• weak & low-energetic

g transitions

measure168Yb(α,n) to improve a+168Yb OMP

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Activation measurement of 168Yb(α,n)

168Yb 170Yb 171Yb169Yb

169Lu 170Lu 171Lu 172Lu

173Hf172Hf171Hf170Hf(α,n)

motivation: improvement of reaction network at 168Yb

cross section sensitive to g and neutron width

T. Rauscher, NON-SMOKERWEB,5.8.1dw

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Experimental setup @ PTB Braunschweig

a-beam

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Experimental setup @ PTB Braunschweig

a-beam

Cooling trap

Target

Wat

er c

oolin

g

U = -300V

Ea = 12.9 MeV – 15.1 MeV

activation period ≈ 5 h – 20 h

current ≈ 600 nA

target thickness ≈ 230 – 450 2cm

g

a-beam

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Activation measurement of 168Yb(α,n)

E a = 14.55 MeV

counting period ≈ 23 h

840

keV66

7 ke

V

740 keV

935 keV

835 keV

168 keV

95 keV≈ 5 msg.s.

171Yb

168Yb( ,a n)

171Luε

T1/2 = 8.24 d

171Hf

667

740

840

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Results: 168Yb(a,n)171Hf

no calculation reproduces energy dependence correctly

overprediction of cross sections up to one order of magnitude

T. Rauscher, N

ON

-SM

OK

ER

WE

B,5.8.1dw

A.J. K

oning, S

. Hilaire and M

.C. D

uijvestijn,TALY

S-1.2

PRELIMINARY

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Limitations of activation technique

Activation technique not applicablein many cases because of• stable reaction products• inconvenient half-lives• weak g intensities

Only 20% of stable nuclei accessible

In-beam / AMS technique to overcome limitations

(a,g) not accessible

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Tandem accelerator in Cologne

10 MV Tandem ion accelerator

beam intensities up to 1 µA (p) / ≈ few 100 nA (a-particles)

restart in spring 2012 after complete refurbishment

high efficiency HPGe detector array HORUS for in-beam

g spectroscopy

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

In-beam measurements @ HORUS

array of 14 HPGe detectors

up to 6 equipped with BGO shields

absolute photopeak efficiency @ 1332 keV: ≈ 2 %

determination of angular distributions

coincidence techniques for background suppression

digital data acquisition in preparation

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

In-beam measurements @ HORUS

Test experiment for 92Mo(p,g)

92Mo 94Mo 95Mo93Mo

93Tc 94Tc 95Tc 96Tc

97Ru96Ru95Ru94Ru

(p,g) e, b+

activation measurement can be performed simultaneously

comparison with existing data from an activation experiment possible (T. Sauter et al., PRC 55 (1997) 3127)

Ep = 2.8 – 3.3 MeV

Gamow window: 1.6 – 3.6 MeV

current ≈ 200 pnA

T1/2(93Tcg) =2.75 h

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

partial cross sections

92Mo(p,g)93Tc93Tc

Ep= 3300 keVQ = 4087 keV

de-excitation of compound state

19F(p,a)16O

27Al(p,g)28Si

27Al(p,g)28Si

27Al(p,p‘)

In-beam measurements @ HORUS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Partial cross sectionstotal cross section

92Mo(p,g)93Tc93Tc

Ep= 3300 keVQ = 4087 keV

de-excitation of compound statetransitions to ground state

19F(p,a)16O

27Al(p,g)28Si

27Al(p,g)28Si

27Al(p,p‘)

In-beam measurements @ HORUS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Partial cross sectionsTotal cross sectionproduction of 1st excited state

92Mo(p,g)93Tc93Tc

Ep= 3300 keVQ = 4087 keV

de-excitation of compound statetransitions to ground statetransitions to 1st excited state

19F(p,a)16O

27Al(p,g)28Si

27Al(p,g)28Si

27Al(p,p‘)

In-beam measurements @ HORUS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Results: 92Mo(p,g)

PRELIMINARY

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Results: 92Mo(p,g)

PRELIMINARY

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Results: 92Mo(p,g)

PRELIMINARY

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Results: 92Mo(p,g)

PRELIMINARY

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92Mo 94Mo 95Mo93Mo

93Tc 94Tc 95Tc 96Tc

97Ru96Ru95Ru94Ru

(a,g)

In-beam measurements @ HORUS

Test experiment for 92Mo(a,g)

comparison with in-beam measurement using 4p NaI detector (to be published)

a energies ~ 9.3 - 10 MeVGamow window: 5.5 – 8.6 MeVcurrent ~ 30 pnA

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92Mo(a,g)96Ru

Ea= 9300 keVQ = 1692 keV

Many background reactions:

Target chamber• 27Al(a,n)30P• 27Al(a,p)30Si• 27Al(a,a‘)27Al

Tantalum coatingof chamber

In-beam measurements @ HORUS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

92Mo(a,g)96Ru

Ea= 9300 keVQ = 1692 keV

Many background reactions:

Target chamber• 27Al(a,n)30P• 27Al(a,p)30Si• 27Al(a,a‘)27Al

Target contaminants • 13C(a,n)16O• 17O(a,n)20Ne• 18O(a,n)21Ne

Tantalum coatingof chamber

High vacuum or „Cooling Finger“

In-beam measurements @ HORUS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

92Mo(a,g)96Ru

Ea= 9300 keVQ = 1692 keV

Many background reactions:

Target chamber• 27Al(a,n)30P• 27Al(a,p)30Si• 27Al(a,a‘)27Al

Competitive reactions• 92Mo(a,p)95Tc

Target contaminants • 13C(a,n)16O• 17O(a,n)20Ne• 18O(a,n)21Ne

Decay of radioactive reaction products

Tantalum coatingof chamber

High vacuum or „Cooling Finger“

In-beam measurements @ HORUS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

92Mo(a,g)96Ru

Ea= 9300 keVQ = 1692 keV

Many background reactions:

Target chamber• 27Al(a,n)30P• 27Al(a,p)30Si• 27Al(a,a‘)27Al

Competitive reactions• 92Mo(a,p)95Tc

Target contaminants • 13C(a,n)16O• 17O(a,n)20Ne• 18O(a,n)21Ne

Decay of radioactive reaction products

Tantalum coatingof chamber

High vacuum or „Cooling Finger“ + use gg coincidence

techniques

In-beam measurements @ HORUS

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Coincidence with Eg=833 keV

Eg [keV]

No coincidence

92Mo(a,g)96Ru

600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Eg [keV]

In-beam measurements @ HORUS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Coincidence with Eg=833 keV

Eg [keV]

No coincidence

92Mo(a,g)96Ru

600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Eg [keV]

In-beam measurements @ HORUS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Coincidence with Eg=833 keV

No coincidence

92Mo(a,g)96Ru

Eg [keV]

In-beam measurements @ HORUS

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Cologne AMS

Tandetron accelerator with 6 MV terminal voltage

standard isotopes: 10Be, 14C, 26Al, 36Cl, 41Ca, 129I(geosciences, pre- and protohistory)

ample beam time reserved for nuclear physics applications

Universitätzu Köln

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Cologne AMS

Status:

first 14C test measurement successful in February 2011

start of standard operation in fall 2011

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Cologne AMS

IsotopesPrecision for acceptance

Measured precision

10Be / 9Be 3 % at 10-12 1.9 %14C / 12C 0.5 % at 10-12 0.3 %

26Al / 27Al 3 % at 10-11 1.3 %36Cl / 35Cl 3 % at 10-12 1.3 %

courtesy of S. H

einze

results from first performance test for standard cosmogenic nuclides

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Cologne AMS

IsotopesPrecision for acceptance

Measured precision

10Be / 9Be 3 % at 10-12 1.9 %14C / 12C 0.5 % at 10-12 0.3 %

26Al / 27Al 3 % at 10-11 1.3 %36Cl / 35Cl 3 % at 10-12 1.3 %

courtesy of S. H

einze

results from first performance test for standard cosmogenic nuclides

prime example for Nuclear Astrophysics:144Sm( ,a g)148Gd

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Summary & Outlook

several techniques to study (p,g) and (a,g) reactions of astrophysical relevance on stable nuclei

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Summary & Outlook

several techniques to study (p,g) and (a,g) reactions of astrophysical relevance on stable nuclei

activation technique– counting setup with 2 HPGe clover detectors– gg coincidences and advantages of digital data

acquisition

in-beam technique– HORUS array provides large amount of information

accelerator mass spectrometry

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Summary & Outlook

several techniques to study (p,g) and (a,g) reactions of astrophysical relevance on stable nuclei

activation technique– counting setup with 2 HPGe clover detectors– gg coincidences and advantages of digital data

acquisition

in-beam technique– HORUS array provides large amount of information

accelerator mass spectrometry

provide experimental data base for (p,g) and (a,g) reactions

derive reliable global properties, e.g., optical model potentials

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L. Netterdon, IKP, Universität zu Köln, AG Zilges Experimental facilities for reaction studies in Nuclear Astrophysics

Experimental Facilities for Reaction Studies in Nuclear Astrophysics in Cologne

V. Derya, M. Elvers, J. Endres, A. Hennig, J. Mayer, S. Pascu, S. Pickstone, A. Sauerwein, F. Schlüter, M. Spieker, K. O. Zell, and A. Zilges

U. Giesen

H.W. Becker and D. Rogalla

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168Yb( , )a g 171Hf - Sensitivity