Direct-reac)on studies around Sn and Pb at ReA (a - - PowerPoint PPT Presentation

direct reac on studies around sn and pb at rea
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Direct-reac)on studies around Sn and Pb at ReA (a - - PowerPoint PPT Presentation

Direct-reac)on studies around Sn and Pb at ReA (a case for ReA12) Ben Kay, Argonne Na.onal Laboratory ReA3 upgrade workshop at the NSCL August


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SLIDE 1

Direct-­‑reac)on ¡studies ¡around ¡Sn ¡and ¡Pb ¡at ¡ReA ¡ ¡

(a ¡case ¡for ¡ReA12)

Ben ¡Kay, ¡Argonne ¡Na.onal ¡Laboratory ¡ ReA3 ¡upgrade ¡workshop ¡at ¡the ¡NSCL ¡ August ¡20, ¡2015

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2

Overview

Intro ¡

  • What ¡are ¡some ¡ball-­‑park ¡expecta.ons? ¡

Examples ¡

  • Single-­‑par.cle ¡energies ¡
  • ­‑ chains ¡of ¡isotopes ¡/ ¡isotones ¡
  • Two-­‑body ¡spectra ¡around ¡132Sn ¡
  • ­‑ reminiscent ¡of ¡past ¡studies ¡around ¡208Pb ¡
  • Alterna.ves ¡to ¡Coulex? ¡
  • ­‑ Capitalize ¡on ¡excellent ¡efficiency ¡of ¡charged-­‑par.cle ¡spectrometers ¡
  • Proton ¡strength ¡func.ons ¡
  • ­‑ applica.ons ¡and ¡astrophysics ¡(courtesy ¡of ¡LANL) ¡

Conclusions ¡

  • What ¡is ¡required ¡of ¡ReAX ¡with ¡regards ¡energy, ¡beam ¡species, ¡intensity, ¡quality, ¡etc? ¡
  • (What ¡instrumenta.on ¡— ¡general ¡comments)

Focus ¡on ¡one-­‑ ¡and ¡two-­‑nucleon ¡transfer ¡reac.ons ¡and ¡probes ¡such ¡as ¡inelas)c ¡scaDering

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SLIDE 3

3

Neutron ¡number Proton ¡number

The ¡territory

Aside ¡from ¡a ¡handful ¡of ¡examples, ¡there ¡ have ¡been ¡very ¡few ¡studies ¡of ¡transfer ¡ reac.ons ¡on ¡exo.c ¡nuclei ¡… ¡even ¡at ¡ closed ¡shells. ¡ Most ¡EB ¡studies ¡done ¡with ¡ light ¡systems.

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SLIDE 4

4

Neutron ¡number Proton ¡number ReA ¡offers ¡a ¡chance ¡to ¡change ¡this ¡if: ¡

  • Beam ¡intensi.es ¡>104 ¡pps ¡(for ¡

magne.c ¡spectrometers) ¡

  • Beam ¡energies ¡are ¡suitable ¡(depends ¡
  • n ¡probe, ¡but ¡few ¡MeV/u ¡above ¡the ¡

barrier ¡is ¡a ¡good ¡measure) ¡

  • Suitable ¡/ ¡versa.le ¡spectrometer ¡are ¡

available ¡ Aside ¡from ¡a ¡handful ¡of ¡examples, ¡there ¡ have ¡been ¡very ¡few ¡studies ¡of ¡transfer ¡ reac.ons ¡on ¡exo.c ¡nuclei ¡… ¡even ¡at ¡ closed ¡shells. ¡ Most ¡EB ¡studies ¡done ¡with ¡ light ¡systems.

The ¡territory

Pb Sn Ni Ca N ¡= ¡82 N ¡= ¡50 N ¡= ¡28 N ¡= ¡126

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SLIDE 5

5

FRIB/ReA ¡and ¡closed ¡shells ¡(above ¡the ¡light ¡nuclei)

Crude ¡illustra.on ¡of ¡the ¡change ¡in ¡reach ¡provided ¡by ¡ReA, ¡with ¡es.mates ¡on ¡reaccelerated ¡ intensi.es ¡>104 ¡pps ¡coming ¡from ¡FRIBrates_v1_04.xlsm.

179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

ReA? Current

Pb, ¡Z ¡= ¡82

99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Ca, ¡Z ¡= ¡20

ReA? Current

Ni, ¡Z ¡= ¡28

ReA? ~Current

Sn, ¡Z ¡= ¡50

ReA? ~Current

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6

179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

ReA? Current

Pb, ¡Z ¡= ¡82

99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Ca, ¡Z ¡= ¡20

ReA? Current

Ni, ¡Z ¡= ¡28

ReA? ~Current

Sn, ¡Z ¡= ¡50

ReA? ~Current

100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 80 79 78 154 153 152 151 150 149 148 147 146 145 144 143 142 141 140 139 138 137 136 135 134 133 132 131 130 129

Will ¡focus ¡on ¡a ¡few ¡of ¡these ¡with ¡some ¡specifics: ¡ Sn, ¡Pb, ¡N ¡= ¡50, ¡82, ¡126

R e A ? ~ C u r r e n t ~ C u r r e n t R e A ?

N ¡= ¡50 N ¡= ¡82

218 217 216 215 214 213 212 211 210 209 208 207 206 205 204 203 202

N ¡= ¡126

~ C u r r e n t R e A ?

FRIB/ReA ¡and ¡closed ¡shells ¡(above ¡the ¡light ¡nuclei)

Crude ¡illustra.on ¡of ¡the ¡change ¡in ¡reach ¡provided ¡by ¡ReA, ¡with ¡es.mates ¡on ¡reaccelerated ¡ intensi.es ¡>104 ¡pps ¡coming ¡from ¡FRIBrates_v1_04.xlsm.

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SLIDE 7

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The ¡Sn ¡isotopes

99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

Sn, ¡Z ¡= ¡50 Trends ¡limited ¡to ¡proton-­‑adding ¡

  • n ¡the ¡stable ¡isotopes. ¡

What ¡about ¡for ¡hole ¡states ¡(s.ll ¡ rela.vely ¡unexplored ¡in ¡the ¡ stable ¡isotopes)? ¡ Further, ¡neutron ¡occupancies, ¡

  • rdering ¡of ¡levels, ¡etc. ¡are ¡

important ¡informa.on ¡needed ¡ to ¡understand ¡the ¡physics ¡ around ¡100Sn. The ¡Sn ¡isotopes ¡have ¡already ¡been ¡quite ¡revealing ¡— ¡trends ¡in ¡the ¡0g7/2 ¡and ¡0h11/2 ¡single-­‑proton ¡ energies ¡were ¡key ¡data ¡in ¡demonstra.ng ¡the ¡ac.on ¡of ¡the ¡tensor ¡force.

–15 –10 –5 –15 –10 –5 5 15 25 35 1 2 3 5 15 25 35 1 2 3 Binding energy (MeV) Energy difference (MeV) Neutron excess Neutron excess

Proton hole states: Z = 49, In Proton particle states: Z = 51, Sb

Lowest 11/2– – 7/2+

! (0h11/2 – 0g7/2)

( ) ( ) ( )

1/21

– – 9/21 +

9/22

+ – 1/21 –

9/21

+ – 5/21 –

Lowest 7/2+ Lowest 11/2–

! 0g7/2 ! 0h11/2

2nd 9/2+ Lowest 1/2– Lowest 5/2– Lowest 9/2+

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SLIDE 8

8

The ¡Sn ¡isotopes

What ¡can ¡be ¡done ¡with ¡ReA6, ¡9, ¡12? ¡ Physics ¡is ¡such ¡that ¡one ¡could ¡envision ¡using ¡ all ¡of ¡the ¡reac)ons ¡in ¡this ¡list. ¡ Barriers ¡for ¡charge ¡1 ¡and ¡charge ¡2 ¡induced ¡ reac.ons ¡around ¡8 ¡and ¡15.5 ¡MeV, ¡respec.vely, ¡ with ¡Q-­‑value ¡considera.ons ¡(adding ¡reac.on ¡ typically ¡posi.ve, ¡removing ¡reac.ons ¡ojen ¡ strongly ¡nega.ve). ¡ Certainly ¡makes ¡the ¡case ¡for ¡pushing ¡to ¡ReA9 ¡ and ¡ideally ¡ReA12.

99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

Sn, ¡Z ¡= ¡50

Sn ReA6 4-6 MeV/u ReA9 8-12 MeV/u ReA12 10-15 MeV/u (d,p) ✗ ✓ ✓ (p,d) ✗ ✗ ~✓ (α,3He) ✗ ✗ ? (3He,α) ✗ ~✓ ~✓ (3He,d) ✗ ✗ ✓ (α,t) ✗ ✗ ✓ (d,3He) ✗ ✗ ✓ (p,t) ✗ ✗ ✗? (t,p) ✗ ✓ ✓

*Energy ¡ranges ¡from ¡ReA ¡website ¡

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SLIDE 9

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The ¡Pb ¡isotopes

How ¡do ¡the ¡proton ¡9/2– ¡and ¡13/2+ ¡single-­‑par.cle ¡ energies ¡shij ¡as ¡i13/2 ¡neutrons ¡fill ¡before ¡N ¡= ¡126, ¡ and ¡g9/2 ¡ajer ¡N=126? ¡ Probe ¡via ¡Pb(α,t) ¡and ¡(3He,d) ¡reac.ons? ¡ (Challenging ¡targets ¡for ¡e.g. ¡solenoidal ¡ spectrometer, ¡but ¡not ¡impossible). ¡ Lighter ¡Pb ¡isoptes ¡known ¡to ¡be ¡deformed ¡/ ¡have ¡ complex ¡structures ¡(shape-­‑coexistence, ¡etc). ¡ The ¡lowest-­‑lying ¡states ¡show ¡striking ¡trends ¡ reminiscent ¡of ¡the ¡Sb ¡single-­‑proton ¡energies. ¡ Proton ¡hole ¡states: ¡The ¡h11/2 ¡and ¡g7/2 ¡below ¡Z ¡= ¡82.

179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

0i13/2

180 188 194 208 –6 –4 –2 2 A (Z = 82) Proton binding (MeV) lowest 9/2– lowest 13/2+

1g9/2 3p 1f Bi ¡isotopes

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SLIDE 10

10

What ¡can ¡be ¡done? ¡ Always ¡the ¡challenge ¡with ¡protons ¡and ¡high-­‑j ¡SPEs

The ¡Pb ¡isotopes

179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Consider ¡the ¡(α,t) ¡reac.on ¡on ¡the ¡Pb ¡isotopes: ¡ 22 ¡MeV ¡(5.5 ¡MeV/u) ¡for ¡alphas ¡to ¡be ¡above ¡ barrier ¡and ¡11 ¡MeV ¡(3.6 ¡MeV/u ¡for ¡tri.ons ¡— ¡ (α,t) ¡varies ¡from ¡-­‑13 ¡to ¡-­‑22 ¡MeV ¡in ¡Q ¡value ¡ Implies ¡that ¡one ¡needs ¡to ¡be ¡in ¡the ¡ReA12 ¡ regime ¡for ¡such ¡reac.ons. ¡ (d,p) ¡is ¡perhaps ¡possible ¡at ¡ReA9 ¡energies.

*Energy ¡ranges ¡from ¡ReA ¡website ¡

Pb ReA6 4-6 MeV/u ReA9 6-8 MeV/u ReA12 7.5-12.5 MeV/ u (d,p) ✗ ? ✓ (p,d) ✗ ✗ ~✓ (α,3He) ✗ ✗ ? (3He,α) ✗ ✗ ~✓ (3He,d) ✗ ✗ ✓ (α,t) ✗ ✗ ✓ (d,3He) ✗ ✗ ✓ (p,t) ✗ ✗ ✗? (t,p) ✗ ? ✓

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SLIDE 11

11

The ¡N ¡= ¡50, ¡82, ¡and ¡126 ¡isotones

154 153 152 151 150 149 148 147 146 145 144 143 142 141 140 139 138 137 136 135 134 133 132 131 130 129

~ C u r r e n t R e A ?

N ¡= ¡82 Trends ¡in ¡the ¡neutron ¡h9/2 ¡and ¡ i13/2 ¡complicated ¡by ¡ fragmenta3on ¡due ¡to ¡mixing. ¡ ¡ As ¡Z ¡increases, ¡the ¡i13/2 ¡moves ¡ closer ¡to ¡the ¡3– ¡and ¡the ¡h9/2 ¡ further ¡away, ¡only ¡for ¡this ¡to ¡ switch ¡around ¡Z ¡= ¡64. ¡ ¡ Probing ¡the ¡fragmenta;on ¡is ¡ essen;al ¡for ¡reconstruc;ng ¡the ¡ single-­‑par;cle ¡energies. ¡ The ¡(α,3He) ¡reac;on ¡is ¡the ¡ideal ¡ probe, ¡again, ¡demanding ¡ReA12. ¡ ¡ ReA ¡brings ¡access ¡to ¡146Gd, ¡148Dy, ¡

150Er, ¡152Yb ¡for ¡Z ¡> ¡64.

Yb, ¡Z ¡= ¡70 ¡

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SLIDE 12

12

The ¡N ¡= ¡50, ¡82, ¡and ¡126 ¡isotones

218 217 216 215 214 213 212 211 210 209 208 207 206 205 204 203 202

N ¡= ¡126

~ C u r r e n t R e A ?

Trends ¡in ¡the ¡s ¡and ¡d ¡orbitals ¡below ¡Pb ¡at ¡N ¡= ¡127 ¡… ¡does ¡one ¡see ¡the ¡drama;c ¡trends ¡seen ¡in ¡ light ¡nuclei ¡with ¡the ¡s ¡state ¡becoming ¡weakly ¡bound ¡and ¡even ¡forming ¡a ¡halo? ¡ More ¡robust ¡data ¡needed ¡at ¡N ¡= ¡51, ¡even ¡on ¡the ¡approach ¡to ¡79Ni. ¡At ¡N ¡= ¡127, ¡there ¡are ¡very ¡ limited ¡data ¡below ¡Pb. ¡Measurements ¡of ¡206Hg(d,p), ¡and ¡204Pt(d,p) ¡would ¡be ¡highly ¡instruc)ve.

100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 80 79 78

R e A ? ~ C u r r e n t

N ¡= ¡50

(a)

4 6 8

  • 4
  • 3
  • 2
  • 1

1 2 Z En (MeV) N 5 7 8 9 10 11 13 5/2+ 1/2+ ∆ (MeV)

22 26 30 34 38 42 –8 –7 –6 –5 –4 –3 –2 –1 1 Z En (MeV) 5/2+ 1/2+ N = 51 Exp data 1p3/2 0f5/2 1p1/2 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 –8 –7 –6 –5 –4 –3 –2 –1 1 RV (fm) N = 126 WS calc 1/2+ 5/2+ 9/2+

209Pb

En (MeV)

Data ¡from ¡NNDC Light ¡nuclei: ¡0d, ¡1s Around ¡mass ¡78: ¡1d, ¡2s Around ¡mass ¡126: ¡2d, ¡3s

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SLIDE 13

13

Two-­‑body ¡spectra

Work ¡akin ¡to ¡that ¡of ¡Schiffer ¡and ¡True ¡in ¡1975, ¡which ¡focused ¡on ¡the ¡Pb ¡region ¡ Calls ¡for ¡both ¡adding ¡and ¡removing ¡reac)ons ¡involving ¡protons ¡and ¡neutrons ¡and ¡for ¡high ¡ resolu.on ¡— ¡a ¡challenge ¡for ¡instrumenta.on, ¡most ¡likely ¡numerous ¡complementary ¡ measurements.

(d,t) (d,p)

132Te 133Te 134Te 135Te 136Te 133Sb 132Sb 131Sb 134Sb 135Sb 130Sn 131Sn 132Sn 133Sn 134Sn 131In 130In 129In 132In 133In 130Cd 129Cd 128Cd 131Cd 132Cd

Necessary ¡beams ¡ Par)cle-­‑par)cle ¡system ¡ Par)cle-­‑hole ¡system ¡ Hole-­‑hole ¡system Opportuni;es ¡ Mapping ¡out ¡the ¡effec;ve ¡ interac;on ¡by ¡determining ¡ par)cle-­‑hole, ¡par)cle-­‑par)cle, ¡ and ¡hole-­‑hole ¡mul;plets ¡ quan;ta;vely ¡with ¡single-­‑ nucleon ¡transfer. ¡Other ¡probes ¡ are ¡also ¡useful. ¡

(N.B. ¡Many ¡long-­‑lived ¡isomers ¡in ¡the ¡region ¡(μs ¡to ¡mins), ¡ so ¡par.cle-­‑y ¡coincidences ¡nontrivial, ¡but ¡may ¡provide ¡new ¡ insights)

(d,3He) (3He,d)

Others ¡EB ¡regions? ¡56Ni?

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SLIDE 14

14

J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 π0g7/2-(ν0h11/2)-1 calc. π0g7/2-(ν1d3/2)-1 calc.

  • exp. (tentative)
  • exp. (tentative)

132Sb Excitation energy (MeV) J

132Sb

Needs ¡

  • Development ¡of ¡solenoidal ¡

spectrometer ¡(3-­‑4 ¡T) ¡for ¡ReA ¡

  • Con;nued ¡development ¡of ¡charged-­‑

par;cle ¡spectroscopy ¡techniques ¡

  • Solu)ons ¡for ¡recoil ¡detec)on ¡/ ¡

separa)on ¡(high ¡rate, ¡high ¡res.) ¡

  • Pure ¡beams ¡if ¡e.g., ¡ac;ve ¡target ¡

resonant ¡inelas)c ¡scaDering ¡used ¡ (complements ¡transfer ¡reac;ons) ¡

  • Complementary ¡(simultaneous?) ¡

gamma-­‑ray ¡spectroscopy ¡e.g. ¡ GODDESS ¡

Tenta;ve ¡spins ¡from ¡γ-­‑ray ¡spectroscopy ¡where ¡known ¡ 12 ¡states ¡in ¡for ¡Ex ¡< ¡2 ¡MeV

Two-­‑body ¡spectra

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SLIDE 15

15

Probing ¡octupole ¡collec)vity ¡with ¡(d,d’)

Do ¡not ¡take ¡the ¡efficiency ¡hit ¡with ¡Ge ¡and ¡ Coulex, ¡though ¡cross ¡sec;ons ¡are ¡

  • comparable. ¡Also ¡direct ¡popula;on ¡of ¡states. ¡

Ideally ¡done ¡at ¡10-­‑15 ¡MeV/u, ¡but ¡

  • pportuni)es ¡with ¡5-­‑10 ¡MeV/u ¡beams.

✓ dσ dΩ ◆

`

= β2

` σ`(θ)

B(E`; 0 → `) = ✓3ZeR` 4⇡ ◆2 2

`

Why ¡(d,d’)? ¡ (d,d’) ¡as ¡well ¡as ¡other ¡inelas;c ¡reac;ons ¡can ¡be ¡a ¡useful ¡probe ¡of ¡collec;ve ¡features. ¡Recent ¡work ¡ showed ¡(d,d’) ¡to ¡be ¡a ¡useful ¡probe ¡isoscaler ¡E1 ¡resonances ¡in ¡halo ¡systems. ¡ Also ¡a ¡useful ¡probe ¡of ¡simple ¡one-­‑phonon ¡excita)ons ¡— ¡direct ¡probe ¡of ¡first ¡of ¡2+ ¡and ¡3– ¡states. ¡ Use ¡to ¡study ¡octupole ¡collec)vity ¡around ¡144Ba ¡and ¡225Ra, ¡among ¡other ¡regions?

50 100 150 100 1000 Scattering angle (degrees) Cross section (μb/sr)

146Nd(d,d')

12 MeV

β2 ¡= ¡0.140(12) β3 ¡= ¡0.118(9)

  • P. ¡R. ¡Christensen, ¡G. ¡Løvhøiden, ¡and ¡J. ¡

Rasmussen ¡Nucl. ¡Phys. ¡A149, ¡302 ¡(1970)

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Operated by Los Alamos National Security, LLC for the U.S. Department of Energy’s NNSA

Photon Strength Functions Inform Neutron Capture Rates

!

Neutron capture rates are needed on isotopes where direct measurements are not feasible

!

Recent (n,γ) and inelastic scatter measurements of the PSF have improved capture calculations

!

ReA9-12 will make inverse reaction studies of the Photon Strength Function possible where direct measurements are not possible

  • Mass range: A>80

!

The LANL-Apollo array has been developed for PSF measurements with heavy ions at Argonne today

Neutron Energy (keV) 102 101 Cross Section (mb) 102 103

238U(n,γ) Decay Spectrum

Ullmann et al., PRC, 2014.

(On ¡behalf ¡of ¡Aaron ¡Couture ¡— ¡Los ¡Alamos ¡Na)onal ¡Laboratory)

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Which ¡ReAx? ¡… ¡ReA12

ReA6

  • Approx. MeV/u

ReA9

  • Approx. MeV/u

Rea12

  • Approx. MeV/u

Pb (182-218) 4-6 6-8 7.5-12.5 Sn (102-134) 6-8 8-12 10-15 Ni (52-74) 6-10 8-14 12.5-17.5 Ca (36-52) 8-12 10-16 12.5-20 N = 126 (Pt to Th) 4-6 6-8 7.5-10 N = 82 (Cd to Yb 6-7 8-10 10-12 N = 50 (Zn to Cd) 6-9 8-12 10-15

Roughly what reactions could be done (assuming transfer done at a few MeV/u above barrier). Not definitive, so a crude approximation. Excludes measurements motivated by astrophysics

(d,p) (t,p) Coulex via e.g. (12C,12C) (d,p) (t,p) (3he,α) (d,d’) Coulex via e.g. (12C,12C) (d,p) (p,d) (α,3He) (3He,a) (3He,d) (α,t) (d,3He) (p,t) (t,p) (d,d’), (a,a’) Coulex via e.g. (12C,12C)

Others ¡include ¡(α,p), ¡(p,α), ¡(6Li,d), ¡(7Li,t), ¡(3He,p), ¡(4He,d), ¡(3He,t), ¡(t,3He), ¡and ¡so ¡on

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SLIDE 18

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Summary

  • ReA ¡offers ¡many ¡great ¡opportuni.es ¡with ¡regards ¡nuclear-­‑structure ¡studies ¡using ¡direct ¡

reac.ons ¡(single-­‑ ¡and ¡two ¡nucleon ¡transfer, ¡inelas.c ¡scaqering, ¡and ¡so ¡on) ¡

  • The ¡physics ¡opportuni.es ¡strongly ¡mo)vate ¡moving ¡towards ¡ReA12, ¡though ¡s.ll ¡

valuable ¡measurements ¡possible ¡with ¡ReA3,6,9. ¡

  • Only ¡focused ¡on ¡physics ¡here. ¡Many ¡challenges ¡with ¡regards ¡the ¡suite ¡of ¡instruments ¡

and ¡the ¡beams: ¡

  • ­‑ solenoidal ¡spectrometer ¡(discussed ¡this ¡AM) ¡
  • ­‑ flexibility ¡with ¡targets ¡(p,d,t,He, ¡etc.) ¡
  • ­‑ Recoil ¡detec.on ¡/ ¡separa.on ¡(high ¡rate, ¡high ¡resolu.on) ¡
  • ­‑ resolu.on ¡… ¡50-­‑100 ¡keV ¡not ¡always ¡enough ¡
  • ­‑ par.cle-­‑gamma ¡techniques ¡such ¡as ¡ORRUBA ¡with ¡Ge ¡detectors ¡or ¡

Apollo ¡within ¡a ¡solenoid ¡

  • ­‑ high ¡purity ¡beams ¡
  • ­‑ good ¡energy ¡resolu.on, ¡spa.al ¡extent, ¡emiqance, ¡etc. ¡
  • ­‑ .ming ¡structure ¡(moving ¡towards ¡10s ¡of ¡ns ¡ideal) ¡
  • ­‑ instantaneous ¡rates ¡