Caratterizzazione di un sistema di rivelazione gamma per lo studio della reazione 12C+12C

La reazione di fusione 12C+12C rappresenta uno dei processi nucleari più importanti nelle fasi avanzate dell’evoluzione stellare, in particolare durante il bruciamento del carbonio. Nonostante il suo ruolo cruciale nell’astrofisica nucleare, la misura diretta della sezione d’urto a energie di interesse astrofisico risulta estremamente complessa a causa della significativa diminuzione della probabilità di reazione e della presenza di fondo sperimentale. Ad oggi, le misure sperimentali dirette non sono riuscite a raggiungere energie inferiori a circa 2 MeV nel sistema del centro di massa. Il lavoro di tesi si inserisce nell’ambito delle attività della collaborazione LUNA (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics) presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso, dove la Ion Beam Facility “Bellotti” offre un ambiente sotterraneo a basso fondo adatto per lo studio di reazioni di fusione nucleare di interesse astrofisico, come la reazione 12C+12C. La tesi si focalizza sulla caratterizzazione del setup sperimentale previsto per future misure della sezione d’urto della reazione, con particolare attenzione al rivelatore HPGe (High Purity Germanium) impiegato per la rivelazione dei raggi gamma prodotti. Più precisamente, è stata effettuata un’analisi dell’efficienza del sistema di rivelazione e del fondo ambientale in presenza di schermature, con l’obiettivo di valutare la compatibilità del fondo con la sensibilità necessaria per poter estendere le misure dirette verso energie più vicine alla regione astrofisica di interesse. I risultati ottenuti forniscono importanti informazioni per la futura ottimizzazione dell’esperimento dedicato allo studio della reazione 12C+12C presso LUNA, contribuendo allo sviluppo di misure dirette a energie progressivamente più basse.