FRAISE

(See below for the english version)

L’effetto prevalente del potenziamento relativo alla costruzione del nuovo fragment separator sarà la possibilità di fornire fasci radioattivi medio leggeri, alle energie di Fermi, utili all’effettuazione di nuove misure volte a esplorare la struttura dei nuclei esotici, caratteristici fenomeni collettivi nucleari, gli effetti di clustering, il comportamento della materia nucleare in condizioni estreme e reazioni di importante interesse astrofisico che giocano un ruolo chiave nella nucleo-sintesi degli elementi in fenomeni esplosivi.

Le prestazioni attese sono fasci esotici con alte intensità, fino a ~10^7 pps per nuclei come 8B, 16C, 13N, 18Ne, 38S, 34Ar, e comunque apprezzabili (10^3 pps) anche per nuclei  molto lontani dalle valle di stabilità, quale ad esempio il 14Be. La grande dispersione in energia permetterà l’utilizzo di FRAISE anche per selezionare, mediante opportuni collimatori, lo spread energetico dei fasci, fino a valori di~0.1%, che saranno utilizzati per l'esperimento NUMEN.

Tutto ciò consentirà, oltre alla prosecuzione di studi di ampia rilevanza scientifica già condotti ai LNS, di allargare notevolmente i campi di esplorazione scientifica tipici dei laboratori, potenziando ulteriormente il ruolo di leadership del laboratorio nel campo della fisica nucleare alle energie di Fermi.

Le immagini seguenti indicano le previsioni per yield e valor medio di energia dei nuclei esotici all'uscita del fragment separator, come ottenuti utilizzando alcuni dei fasci primari per cui le correnti estraibili in sorgente e l'estrazione per stripping dal ciclotrone upgradato sono già stati studiati in dettaglio (indicati con una freccia rossa nella tabella sotto) e ipotizzando l'utilizzo di un degrader omogeneo di Al di spessore 100 um sul piano di simmetria del fragment separator.

Le immagini seguenti sono invece ottenute, nelle stesse condizioni, ma utilizzando fasci primari per cui le correnti estraibili in sorgente e l'estrazione per stripping sono da confermare.

A cura di G. Cardella, N.S. Martorana, A.D. Russo e P. Russotto

English version

The implementation of the new fragment separator will make possible the production of light and medium-mass Radioactive Ion Beams, at the Fermi energies, in order to carry-out new measurements to study structure of exotic nuclei, collective nuclear modes, clustering effects in neutron rich nuclei, behavior of nuclear matter in extreme conditions and reactions of astrophysical interest playing a key role on nucleosyntehsis in explosive phenomena.

We expect the fragment separator will be able to deliver exotic beams with high intensities, up to ~ 10^7 pps for nuclei as 8B, 16C, 13N, 18Ne, 38S, 34Ar, and of the order of 10^3 pps for nuclei farthermost from stability valley, such as 14Be. The big dispersion in energy will allow to use FRAISE also as selector, by means of collimation on the symmetry plane, of the beam energy spread, up to values of ~0.1%, as needed by the NUMEN experiment.

This will allow, in addition to the continuation of studies of relevant scientific interest already carried out at LNS in the past, to enlarge physics cases to be studied, strengthening the relevant role played by the LNS in the nuclear physics at Fermi energies.

Following pictures show predictions for the yield and energy mean value for exotic nuclei expected at the output of the fragment separator, as obtained by using some of the primary, indicated by red arrows in the table below, beams whose currents extracted by the source and extraction by stripping in the upgraded cyclotron has been studied in details. Calculations have been performed by using a 100 um thick Al degrader on the fragment separator symmetry plane.

The following pictures have been obtained by using the same conditions of the ones above, but using primary beams whose currents extracted by the source and extraction by stripping in the upgraded cyclotron needs to be confirmed by further calculations.

By G. Cardella, N.S. Martorana, A.D. Russo e P. Russotto

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