Kernspektroskopie an N=40 und N=82 Nukliden

Der astrophysikalische r-Prozeß (schneller Neutroneneinfang), ist verantwortlich für die Nukleosynthese einer großen Zahl von Elementen, die schwerer als Eisen sind. Benutzt man das ''waiting-point''-Modell, so kann die Häufigkeitsverteilung der Elemente durch drei nukleare und drei stellare Input-Parameter beschrieben werden. Für einen gegebenen Satz von stellaren Parametern definiert die Neutronenseparationsenergie (Sn) den r-Prozeß-Pfad. Die beta-Zerfall-Halbwertszeit (T1/2) der Kerne im r-Prozeß-Pfad bestimmt die Häufigkeit des Vorläufers und bezieht man die Neutronenemissionswahrscheinlichkeit (Pn) mit ein, so auch die endgültige Häufigkeitsverteilung. Von besonderer Wichtigkeit sind die neutronenreichen ''waiting-point''-Isotope. Zum Beispiel sind die N=82 Isotope verantwortlich für den solaren A~130 Häufigkeits-Peak. Diese Arbeit befaßt sich mit der Identifizierung und der Untersuchung von Zerfallseigenschaften neutronenreicher Isotope des Mangan (A=61 bis 69) und Cadmium (A=130 bis 132). Neutronenreiche Nuklide zu erzeugen und zu detektieren ist ein komplizierter und zeitaufwendiger Prozeß, nichts desto trotz erfolgreich. Das Hauptproblem bei dieser Art von Experimenten ist der hohe isobare Untergrund. Aus diesem Grunde wurden speziell entwickelte Anregungsschemata für Mangan und Cadmium eingesetzt, um die gewünschten Isotope mittels Laser-Resonanzionisation chemisch selektiv zu ionisieren. Bei CERN/ISOLDE war es möglich im Massenbereich von 60^Mn bis 69^Mn neue Halbwertszeiten und Pn-Werte zu bestimmen. Für 64^Mn und 66^Mn konnten darüber hinaus erstmals noch partielle Zerfallsschemata aufgestellt werden. Es zeigte sich, daß die Ergebnisse teilweise recht überraschend waren, da sie nicht durch das QRPA-Modell vorhergesagt wurden. Mit Hilfe vergleichender Studien des Gesamttrends der Niveausystematiken der gg-Kerne von 26_Fe, 30_Zn, 32_Ge, 24_Cr und 28_Ni konnte ein Verschwinden der sphärischen N=40 Unterschale und die Existenz einer neuen Region mit signifikanter Deformation nachgewiesen werden, die vermutlich ihr ''Zentrum'' bei 64^Cr hat. Ebenfalls zeigen Studien der Niveausystematik bei 48Cd und der Vergleich mit 46_Pd, 54_Xe, 52_Te und 50_Sn, erste Hinweise eines Schalenquenchings bei N=82. Es wurde die Messung der Halbwertszeit von 130^Cd verbessert und die Halbwertszeiten von 131^Cd und 132^Cd erstmals bestimmt. Die neuen Daten können nur erklärt werden, wenn man bei der QRPA-Rechnung verbotene Übergänge mitberücksichtigt. Es genügt nicht, die Rechnung für reinen Gamow-Teller-Zerfall durchzuführen.

Geochemistry at DSDP Leg 82 Holes

DSDP Leg 82 drilled nine sites to the southwest of the Azores Islands on the west flank of the Mid-Atlantic Ridge (MAR) in an attempt to determine the temporal and spatial evolution of the Azores "hot-spot" activity. The chemistry of the basalts recovered during Leg 82 is extremely varied: in Holes 558 and 561, both enriched (E-type: CeN/YbN = 1.5 to 2.7; Zr/Nb = 4.5 to 9.6) and depleted (or normal-N-type: CeN/YbN = 0.6 to 0.8; Zr/Nb > 20) mid-ocean ridge basalts (MORB) occur as intercalated lava flows. To the north of the Hayes Fracture Zone, there is little apparent systematic relationship between basalt chemistry and geographic position. However, to the south of the Hayes Fracture Zone, the chemical character of the basalts (N-type MORB) is more uniform. The coexistence of both E-type and N-type MORB in one hole may be explicable in terms of either complex melting/ fractionation processes during basalt genesis or chemically heterogeneous mantle sources. Significant variation in the ratios of strongly incompatible trace elements (e.g., La/Ta; Th/Ta) in the basalts of Holes 558 and 561 are not easily explicable by processes such as dynamic partial melting or open system crystal fractionation. Rather, the trace element data require that the basalts are ultimately derived from at least two chemically distinct mantle sources. The results from Leg 82 are equivocal in terms of the evolution of the Azores "hot spot," but would appear not to be compatible with a simple model of E-type MORB magmatism associated with upwelling mantle "blobs." Models that invoke a locally chemically heterogeneous mantle are best able to account for the small-scale variation in basalt chemistry.