Gialanella, Lucio

A new measurement of the E1 amplitude in ¹²C(α,γ)¹⁶O

Die Reaktion ¹²C(α,γ)¹⁶O bestimmt zusammen mit der 3α¹²C Reaktion das ¹²C/¹⁶O Häufigkeitsverhältnis am Ende des Helium Brennens in Sternen. Dieses Verhältnis hat einen starken Einfluß auf die folgende Sternentwicklung und Elementsynthese. Daher ist die Kenntnis des ¹²C(α,γ)¹⁶O astrophysikalischen S-Faktors S(E₀) bei der relevanten Energie, E₀=300 keV, mit einer Genauigkeit von 10% erforderlich. Die E1 Amplitude dieser Reaktion wurde im Energiebereich E=1.3 bis 3.0 MeV gemessen. Ein intensiver ¹²C Strahl wurde auf ein ⁴He Gastarget geschossen und die γ Strahlung durch sechs 70% HPGe Detektoren nachgewiesen. Die Zähler waren senkrecht zur Strahlrichtung in einer ringförmigen Geometrie um das Target mit einem Abstand von 17 cm montiert. Die Ergebnisse dieser Messung wurden durch eine auf R-Matrix Rechnungen basierende Monte Carlo-Methode zu E₀ extrapoliert. Mit der Annahme von konstruktiver Interferenz, erhält man einen Wert von S_E1(E₀)=90±16 keV b.

The ¹²C(α,γ)¹⁶O reaction, together with the 3α¹²C capture, determines the ¹²C/¹⁶O abundance ratio at the end of helium burning in stars. This ratio has a strong influence on the subsequent stellar evolution and nucleosynthesis. A knowledge of the astrophysical S-factor of ¹²C(α,γ)¹⁶O at the relevant energy E₀=300 with a precision of 10% is required. The E1 amplitude of the ground state transition in ¹²C(α,γ)¹⁶O was measured in the energy range E=1.3 to 3.0 MeV using an intense ¹²C beam in combination with a ⁴He gas target and an array of six 70% HPGe detectors. The detectors were placed in a ring shaped geometry around the target at a distance of 17 cm on a plane perpendicular to the beam axis. The results of this measurement were extrapolated to E₀ by means of a novel R-matrix fit based Monte Carlo procedure. With the assumption of constructive interference, one obtains a value S_E1(E₀)=90±16 keV b.