¹⁴O(α,α)¹⁴O and ¹⁴O(α,ρ)17F using a radioactive ¹⁴O beam, and alpha threshold states in 18Ne

Abstract

For the study of astrophysically important states in 18Ne, the cross sections of the 14O(a, a)14O and 14O(a, p)17F reactions were measured in inverse kinematics using a radioactive 14O beam. The 14O(a, a)14O reaction was investigated for properties of resonant states of 18Ne for determining the 14O(a, p)17F reaction rate, which is one of the most important reactions for understanding the breakout mechanism from the Hot CNO cycle to the rp-process. Alpha induced reactions on 14O were performed using the low-energy RI beam separator at Center for Nuclear Study, in the RIKEN Accelerator Research Facility. The energy range Ex = 7.2 ~13.1 MeV of 18Ne was scanned with the thick target method. Recoiled alpha particles and protons were measured simultaneously with Si dE-E telescopes. In the elastic scattering of 14O + a, spins and widths of three resonances at Ex = 8.6, 9.22, and 10.06 MeV were calculated using the R-matrix analysis and a new state of 18Ne at Ex = 12:0 MeV was found. The 14O(a, p)17F reaction following more complex mechanism showed different excitation function according to proton decay channel and we suggested new peaks observed at different channels. Our results including existing states as well as newly found states were confirmed by comparing with previous reported data using detailed balance principle. The results from this study can be useful for calculating the 14O(a, p)17F reaction rate.;18Ne의 천체물리학적으로 중요한 상태들의 연구를 위해서, 14O(a,a)14O 반응과 14O(a,p)17F 반응의 단면적이 방사성 14O 빔을 사용한 역운동학적 방법으로 측정되었다. 반응은 뜨거운 CNO 순환에서 빠른 양성자 포획과정으로 가는 브레이크아웃 메커니즘을 이해하는데 중요한 반응중의 하나인 반응의 반응률을 결정하기위한 18Ne의 공명상태의 특성을 알기위해 연구되었다. 14O의 알파유도반응은 리켄 가속기 연구소에 있는 핵물리연구소의 낮은 에너지 RI 빔을 사용해서 시행되었다. 18Ne의 들뜸에너지 7.2 MeV 에서 13.1 MeV 까지의 에너지대가 두꺼운 타겟을 사용하여 훑어졌다. 반응에서 나온 알파입자들과 양성자들은 실리콘 dE-E 검출기 시스템을 사용하여 동시에 측정되었다. 14O 와 알파의 탄성산란반응에서 18Ne의 세 개의 (8.6, 9.22, 10.06 MeV) 공명 상태들의 위쓰와 스핀값이 R-matrix 계산을 통하여 구해졌다. 또한 12.0 MeV에서 18Ne의 새로운 상태가 발견되었다. 좀더 복잡한 메커니즘을 따르는 14O(a,p)17F 반응은 양성자 붕괴 채널에 따라서 다른 excitation function을 보여주었고 다른 채널에서 동시에 보여지는 픽들 중에서 새롭게 발견된 상태들을 제시하였다. 또한 새로 발견된 상태뿐만 아니라 기존의 존재하는 상태들도 detailed balance 법칙을 사용하여 이전에 보고된 데이터 값들과 비교하여 검증되었다.