en fr β-delayed charged particle decays of neutron-deficient nuclei $^{20}$Mg and $^{22.23}$Si Études des décroissances β-retardées des noyaux déficients en neutrons $^{20}$Mg and $^{22.23}$Si Report as inadecuate




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1 GANIL - Grand Accélérateur National d-Ions Lourds

Abstract : The neutron-deficient nuclei 20Mg, 23Si and 22Si were produced by fragmentation at NSCL, at MSUUSA, and implanted into an array of 3 double sided stripped Si detectors, surrounded by 16 high-purityGe detectors. This novel arrangement allowed the detection of the charged particles emitted by theunbound excited states in coincidence with the γ rays emitted by the de-excitation of the daughter. Theβp decay of 20Mg is very well-known and therefore was used to test and optimize the analysis programm.The β-delayed proton transitions to the first 3 excited states in 19Ne were identified and compared toprevious measurements. The half-life, the branching ratio of the transitions and the excitation energies,including the IAS, were measured and are in good agreement with the adopted values. The study of theβ+ decay of 23Si allowed the identification of 14 excited states in 23Al. The emission of 2 protons from theIAS was unambiguously identified. The measurement of the IAS energy allowed a better determinationof the mass excess of 23Si, giving 23.27 7 MeV. A possible β3p decay channel was also tentitavelyidentified. Most of the theoritical predictions are in favor of a 2-proton radioactive 22Si. The β2p decaysto the first excited state and the ground state of 20Na were identified. The branching ratio of the decay tothe IAS is 2.05 44 %, and the IAS excitation energy was measured to be 9040 54 keV. The additionalmeasurement of the half-life gives T1-2 = 30.38 45 ms, and allowed the determination of the partialhalf-life. In this study, we propose a parametrization of the statistical rate function f for the superallowedFermi β decays. This allow the first indirect mass measurement of 22Si ground state, 31.49 14 MeV.The two-proton threshold is then S2p = 645 100 keV and does not allow 2p radioactivity.

Résumé : Les ions d’intérêts riches en protons de 20Mg, de 23Si et de 22Si ont été produits par fragmentationau laboratoire NSCL, à MSU USA, puis implantés dans un dispositif composé de 3 détecteurs Sià pistes DSSD entour de 16 détecteurs HPGe. Cet ensemble a permis la détection des particuleschargées émises depuis les états non liés, en coïncidence avec les rayons γ émis par la désexcitation desnoyaux fils. La décroissance βp du 20Mg, particulièrement bien connue, a été étudiée afin de tester etd’optimiser l’analyse. En particulier, les voies de décroissance βp peuplant les 3 premiers états excités du19Ne ont pu être identifiées. Le temps de demi-vie, les rapports d’embranchement des transitions et lesénergies d’excitation des états, y compris l’état isobarique analogue IAS, ont été mesurés. L’étude de ladécroissance β du 23Si a permis l’identification de 14 états dans l’23Al. L’émission de deux protons depuisl’IAS dans l’23Al a pu être mise en évidenc avec certitude. La mesure de l’énergie de l’IAS a permisune détermination plus précise de la masse de l’état fondamental du 23Si, a 23.27 7 MeV. Une possibletransition β3p a également été observée. La plupart des prédictions théoriques de la masse du 22Si sonten accord avec une radioactivité 2-protons 2p. Les décroissances β2p vers le premier état excité et l’étatfondamental du 20Na ont été identifiées. Le rapport d’embranchement vers l’IAS est de 2.05 44 %, etson énergie d’excitation a été mesurée à 9040 54 keV. La mesure supplémentaire du temps de demi-vie,T1-2 = 30.38 45 ms, a permis de calculer le temps de vie partiel de cette transition. Dans cette étude,nous proposons une paramétrisation de la fonction statistique de Fermi f pour les décroissances de Fermisuper-permises, permettant la première mesure indirecte de l’excès de masse de l’état fondamental du22Si, à 31.49 14 MeV. L’énergie seuil correspondante est alors S2p = 645 100 keV, et ne permet pasune radioactivité 2p depuis l’état fondamental.

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Keywords : Beta decay Excitation nergy

Mots-clés : Particules chargées Décroissance béta Fragmentation





Author: M. Babo -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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