Efficient production of the nuclear isomer <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mmultiscripts><mml:mi>Mo</mml:mi><mml:mprescripts/><mml:none/><mml:mrow><mml:mn>93</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:mmultiscripts></mml:math> with laser-accelerated proton beam and its astrophysical implication on <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mmultiscripts><mml:mi>Mo</mml:mi><mml:mprescripts/><mml:none/><mml:mn>92</mml:mn></mml:mmultiscripts></mml:math> production
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Notice bibliographique
Résumé
Nuclear isomers play a key role in the creation of the elements in the universe and potentially have significant applications related to the controlled release of nuclear energy on demand. Particularly, $^{93m}\mathrm{Mo}$ is a good candidate for studying the depletion of nuclear isomers via nuclear excitation by electron capture. Therefore, it is necessary to explore the efficient approach of $^{93m}\mathrm{Mo}$ production. In this paper, we experimentally demonstrate an efficient production of $^{93m}\mathrm{Mo}$ via $^{93}\mathrm{Nb}(p,n)$ reaction induced by an intense laser pulse. Employing the picosecond-duration, 100 J laser pulse, the $^{93m}\mathrm{Mo}$ isomer at 2425 keV ($21/{2}^{+}$, ${T}_{1/2}=6.85\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{h}$) is generated with a high yield of $1.8\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{6}$ particles/shot. The resulting peak production efficiency reaches ${10}^{17}$ particles/s, which is at least five orders of magnitude higher than that obtained using the classical accelerator. The impacts of the production and destruction of $^{93m}\mathrm{Mo}$ to the astrophysical $p$-nuclide $^{92}\mathrm{Mo}$ are studied. It is found that the $^{93}\mathrm{Nb}(p,n)\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}^{93m}\mathrm{Mo}$ reaction is an important production path of $^{93m}\mathrm{Mo}$, which could further influence the production of $^{92}\mathrm{Mo}$. In addition, a direct measurement of the $(p,n)$ reaction rate is proposed using the laser-induced proton beam of which the energies follow the Maxwell-Boltzmann distribution well. It is believed that the laser-induced proton beam opens an avenue for the production of nuclear isomers with high peak efficiency used for the studies of $p$-nuclei nucleosynthesis.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,004 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,005 |
| Études des sciences et des technologies | 0,004 | 0,003 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,023 | 0,006 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle